生物質(zhì)基含氧化合物的選擇性催化氫化反應(yīng)研究.pdf

1、隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展和化石資源急劇消耗，由化石資源引發(fā)的一系列問題也日益凸顯。面對(duì)人們對(duì)資源的迫切需求以及由化石資源引發(fā)的日益嚴(yán)重的政治、環(huán)境問題，開發(fā)和利用清潔、可再生的新資源來代替化石資源成為了后續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。生物質(zhì)作為一種豐富、清潔的可持續(xù)有機(jī)碳源，在生產(chǎn)液體燃料、化學(xué)品、碳基材料方面被認(rèn)為是石油的理想替代品。在生物質(zhì)資源的利用中，第一代生物燃料（生物乙醇和生物柴油）已被廣泛研究并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但是由于其原料主要來自于

2、糧食作物，在生產(chǎn)和使用方面都存在著一定的局限性?，F(xiàn)今研究的重點(diǎn)是以非糧生物質(zhì)，如木質(zhì)纖維素、不可食用生物油料等為原料，通過多種途徑制備更高品質(zhì)生物燃料和高附加值的化學(xué)品。生物質(zhì)自身結(jié)構(gòu)組成決定了從中得到的化合物含有較多不飽和的雙鍵和芳環(huán)，以及羥基、甲氧基、羧基、醛基等含氧官能團(tuán)，因此催化氫化是生物質(zhì)基含氧化合物提質(zhì)的一種有效手段。目前催化氫化技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化的研究，但還存在著一些問題，比如催化劑易失活，反應(yīng)條件苛刻等。針

3、對(duì)以上問題，我們研究的重點(diǎn)在于發(fā)展高效穩(wěn)定的非均相催化體系，通過選擇性的脫除或轉(zhuǎn)化某些官能團(tuán)來制備所需的化合物或燃料，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)基含氧化合物到燃料和化學(xué)品的轉(zhuǎn)化。研究的對(duì)象是來源于生物質(zhì)的具有代表性的含氧化合物，包括:生物質(zhì)熱解油、酚類衍生物、糠醛和植物油。
　　本研究主要內(nèi)容包括：第1章首先對(duì)生物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和目前生物質(zhì)資源利用情況進(jìn)行簡(jiǎn)介。然后重點(diǎn)對(duì)生物質(zhì)熱解油、酚類衍生物、糠醛和植物油的催化氫化的研究進(jìn)展進(jìn)行詳細(xì)介紹。第2

4、章介紹了Ti改性的Ru/SBA-15催化劑對(duì)生物質(zhì)熱解油組分催化氫化的研究。添加了Ti使Ru/SBA-15的活性和穩(wěn)定性的大大提高，在溫和條件下水相體系中可將酚類模型化合物完全轉(zhuǎn)化為醇類化合物，對(duì)生物油組分也可以氫化得到可作為燃料添加劑的醇類化合物。第3章介紹了采用金屬-堿雙功能催化劑Ru/ZrO2-La(OH)3對(duì)甲氧基酚類化合物進(jìn)行選擇性催化氫化的研究。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)堿性載體有助于脫芳環(huán)甲氧基的反應(yīng)，（烷基）環(huán)己醇的選擇性＞88％。擴(kuò)展

5、了酚類衍生物轉(zhuǎn)化的催化體系。第4章介紹了由糠醛制備環(huán)戊酮的研究。使用CuZnAl催化劑可以催化氫化糠醛到環(huán)戊酮，并且催化劑具有很好的活性和穩(wěn)定性。通過對(duì)催化劑表征和活性測(cè)試分析了催化劑的構(gòu)效關(guān)系，為環(huán)戊酮的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一種新的體系。第5章介紹了由植物油制備長(zhǎng)鏈烷烴的工作，使用Ru/La(OH)3催化劑可以在溫和條件下實(shí)現(xiàn)植物油和脂肪酸向長(zhǎng)鏈烷烴的轉(zhuǎn)化，并得到很高的烷烴收率。通過表征說明催化劑的高活性源自于堿性載體對(duì)底物有著很好的吸附