WZr固體酸催化劑在生物質(zhì)糖類催化轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用研究.pdf

1、纖維素是自然界最為豐富的生物質(zhì)資源，將其高效的轉(zhuǎn)化為平臺化學(xué)品是解決能源和資源危機(jī)的有效手段，其中纖維素水解是生物質(zhì)利用的關(guān)鍵。本論文通過改性WZr固體酸，針對纖維素模型分子纖維二糖的水解和纖維素水解-氫解轉(zhuǎn)化開展研究。
　　本文首先考察了WO3/ZrO2固體酸上β-1,4-糖苷鍵水解的活性位。通過共沉淀法制備了一系列不同焙燒溫度的0.1-WO3-ZrO2(T)固體酸催化劑，發(fā)現(xiàn)在相同WO3引入量下，焙燒溫度為700~800℃時，

2、催化劑的催化性能最好。此時催化劑的表面W原子密度適中，W元素主要是以無定型聚合型WOx物種存在。為進(jìn)一步提高WO3/ZrO2類固體酸的催化性能，通過后合成法改性催化劑的結(jié)構(gòu)，制備了具有高比表面積和均勻介孔孔道的負(fù)載型WO3/Zr-SBA-15固體酸催化劑。選取10％、20%和30%三個WO3負(fù)載量，催化劑的催化性能在中等負(fù)載量20%時最大。結(jié)果表明，催化劑孔結(jié)構(gòu)改性對水解反應(yīng)有一定的促進(jìn)作用，而表面W原子存在狀態(tài)是催化性能的決定性因素。

3、
　　與傳統(tǒng)浸漬法相比，一步法合成催化劑能夠使添加的活性組分有更好的分散。在第二部分通過水熱一步法合成出W30Zry/SBA-15(y=0,3,5,10,15)固體酸催化劑，通過添加Zr與W相互作用在保持材料結(jié)構(gòu)的同時調(diào)控催化劑表面W物種的存在形態(tài)。BET、小角XRD、TEM結(jié)果表明，所合成的WZr/SBA-15催化劑具有較高的比表面積(＞400m2/g)，規(guī)則的孔道(~7nm)。Zr有穩(wěn)定WOx的作用，通過調(diào)節(jié)Zr的加入量可有效

4、改善催化劑的結(jié)構(gòu)，在較高的W摻入量下保持其有序性。且XRD、Raman、Py-FTIR結(jié)果證明在W、Zr的相互作用下，WO3晶體分散為無定形狀態(tài)，形成聚合型WOx物種，該物種能夠提供更多的B酸位。
　　通過調(diào)控催化劑表面W物種變化，改善催化劑的酸性和結(jié)構(gòu)，顯著的提高了纖維二糖的轉(zhuǎn)化率，當(dāng)W的添加量為30%，Zr/W的摩爾比為0.3~0.6時，催化劑表面W元素主要以聚合型WOx形式存在，催化效果最好，纖維二糖的轉(zhuǎn)化率達(dá)到75%，還原