介孔有機(jī)硅鋁材料的合成與生物質(zhì)催化應(yīng)用.pdf

1、介孔二氧化硅材料及介孔沸石材料具有高比表面積、均一可調(diào)的孔徑、大孔容和表面易修飾等優(yōu)點(diǎn)，使其在分離、吸附、藥物傳遞和催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。利用有機(jī)官能團(tuán)修飾介孔二氧化硅，可以使材料同時(shí)具有有機(jī)基團(tuán)的化學(xué)性質(zhì)和無(wú)機(jī)載體的熱穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性等性質(zhì)。同時(shí)，利用金屬修飾介孔沸石材料可以合成金屬/酸雙功能催化劑，用于催化加氫處理過(guò)程。本論文主要利用有機(jī)官能團(tuán)化的介孔二氧化硅和金屬基介孔沸石作為催化劑，研究生物質(zhì)催化加氫制生物燃料的過(guò)程。主要

2、研究?jī)?nèi)容及結(jié)果:(1)利用水熱合成法，合成了介孔二氧化硅和有序介孔有機(jī)硅材料。通過(guò)等體積浸漬法，將金屬Fe和Pt負(fù)載到介孔二氧化硅泡沫材料(MCF)和介孔沸石材料上，合成加氫催化劑。利用嫁接法在介孔二氧化硅微球和介孔硅鋁材料的表面上修飾有機(jī)胺基團(tuán)，合成酸堿雙功能催化劑;(2)基于蓖麻油的原料特性和反應(yīng)需求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了蓖麻油裂解、二聚、加氫異構(gòu)化制生物航空燃料的技術(shù)路線。該技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)了脂肪酸碳鏈上的所有碳完全轉(zhuǎn)化為航空燃料，整個(gè)過(guò)程碳

3、原子的選擇性高達(dá)90％。合成有機(jī)胺修飾的介孔硅鋁材料，并以此為催化劑催化庚醛二聚反應(yīng)，該催化劑具有很高的選擇性，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和收率分別為100％和84％;(3)對(duì)十一烯酸甲酯和2-戊基-2-壬烯醛在Pt/ZSM-22和Pt/Al2O3等金屬/酸雙功能催化劑上的加氫異構(gòu)反應(yīng)行為進(jìn)行詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)脫氧反應(yīng)程度和異構(gòu)化程度會(huì)隨溫度的升高而升高，當(dāng)溫度高于350℃時(shí)，Pt/Al2O3和Pt./ZSM-22都能完全催化脫氧反應(yīng)，脫氧反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可達(dá)

4、到100％。另外，Pt/ZSM-22的催化異構(gòu)化程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Pt/Al2O3。(4)利用高效廉價(jià)的Fe/MCF-26為加氫脫氧催化劑研究脂肪酸甲酯的加氫脫氧反應(yīng)，該催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的加氫脫氧性能，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性分別達(dá)到100％和92％，但該催化劑的穩(wěn)定性較差，反應(yīng)僅能穩(wěn)定進(jìn)行8h。合成一系列負(fù)載金屬鐵的沸石分子篩催化劑，研究催化劑在脂肪酸甲酯的異構(gòu)化反應(yīng)中的催化性能，發(fā)現(xiàn)該鐵基沸石分子篩催化劑催化脂肪酸甲酯的異構(gòu)化反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到理