本文關(guān)鍵詞：自還原鎳鎢雙金屬催化劑在纖維素氫解制低碳多元醇中的性能研究

  更多相關(guān)文章： 纖維素 多元醇 水解 氫解 自還原雙金屬催化劑

【摘要】：生物質(zhì)是一種可再生的自然資源,來(lái)源廣泛,也是一種理想的可代替化石質(zhì)資源的新興資源,具有很好的開(kāi)發(fā)前景。纖維素是生物質(zhì)資源的重要組成部分。纖維素主要由脫水D型葡萄糖通過(guò)β-1,4糖苷鍵鏈接而成,性質(zhì)穩(wěn)定,在一定條件下可定向轉(zhuǎn)化為燃料和小分子化學(xué)品。因而,其可控催化煉制過(guò)程一直是世界能源化工研究者關(guān)注的焦點(diǎn)之一。本畢業(yè)論文是關(guān)于自還原雙金屬催化劑催化氫解纖維素制低碳多元醇(C2~C3)的研究。低碳多元醇是塑料、醫(yī)藥、染料等行業(yè)的原料,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。鎳鎢雙金屬催化劑具有雙功能,即能分別催化纖維素降解的兩個(gè)步驟,具有斷裂C-C、C-O鍵能力和加氫作用,能顯著提高纖維素轉(zhuǎn)化率和目標(biāo)產(chǎn)物收率,具有重要的開(kāi)發(fā)意義。在纖維素催化氫解為低碳多元醇的研究中,我們將活性金屬組分Ni、W負(fù)載在已篩選好的分子篩載體上,以生物碳源為還原劑,直接制備了自還原雙金屬催化劑,并將該系列催化劑應(yīng)用于纖維素的水相氫解反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)通過(guò)BET、TG、XRD、SEM、TEM、XPS等表征手段,較全面地確定了催化劑的生物碳源最佳含量和煅燒溫度、活性組分存在形式及其分布狀態(tài)等。實(shí)驗(yàn)在建立了低碳多元醇檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上,考察了煅燒溫度、生物碳源含量、催化劑載體的種類(lèi)、金屬配比等因素對(duì)催化結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本實(shí)驗(yàn)涉及的載體中,SBA-15和MOR作載體時(shí),催化效果較優(yōu);載體為3.0 g時(shí),最佳生物碳源含量為3.0 g;以SBA-15為載體時(shí),當(dāng)Ni、W含量分別為10%和15%時(shí),纖維素轉(zhuǎn)化率為100%,低碳多元醇總收率為68.04%,其中乙二醇收率為61.04%;以MOR為載體時(shí),相同的Ni、W質(zhì)量比為2:3(10%Ni,15%W)時(shí),纖維素轉(zhuǎn)化率為100%,低碳多元醇總收率為56.92%,其中乙二醇的收率為52.30%。將Ni、W金屬作為催化纖維素降解的活性組分,極大地提高了纖維素的轉(zhuǎn)化率和乙二醇的選擇性。自還原雙金屬催化劑不需要額外的還原步驟直接應(yīng)用于纖維素氫解制低碳多元醇,并得到了良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這有利于提高過(guò)程經(jīng)濟(jì)性和實(shí)驗(yàn)效率,對(duì)該領(lǐng)域催化劑的研究具有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：纖維素 多元醇 水解 氫解 自還原雙金屬催化劑
【學(xué)位授予單位】：浙江科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36;TQ223.16
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 文獻(xiàn)綜述11-33
• 1.1 引言11-12
• 1.2 纖維素概述12-14
• 1.3 纖維素的轉(zhuǎn)化途徑14-20
• 1.3.1 纖維素的水解14-16
• 1.3.2 纖維素的熱裂解16-19
• 1.3.3 纖維素的選擇性氧化19
• 1.3.4 纖維素的催化氫解19-20
• 1.4 纖維素氫解制備低碳多元醇反應(yīng)機(jī)理20-23
• 1.5 纖維素氫解制備多元醇的催化劑研究進(jìn)展23-30
• 1.5.1 金屬催化劑在制備六元醇中的應(yīng)用24-28
• 1.5.2 金屬催化劑在制備低碳多元醇中的應(yīng)用28-30
• 1.6 多元醇的用途及生產(chǎn)現(xiàn)狀30-32
• 1.6.1 糖醇30-31
• 1.6.2 低碳多元醇31-32
• 1.7 本文主要研究?jī)?nèi)容32-33
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法33-40
• 2.1 主要實(shí)驗(yàn)材料33-34
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備34
• 2.3 自還原催化劑構(gòu)建與表征34-36
• 2.3.1 自還原Ni-W雙金屬催化劑的構(gòu)建34-35
• 2.3.2 掃描電鏡和元素分布表征 (SEM、elements mapping)35
• 2.3.3 X射線衍射分析 (XRD)35-36
• 2.3.4 透射電鏡表征 (TEM )36
• 2.3.5 X射線電子能譜分析 (XPS)36
• 2.3.6 熱重分析 (TG)36
• 2.3.7 表面積和孔結(jié)構(gòu)表征36
• 2.4 纖維素氫解制備低碳多元醇反應(yīng)36-37
• 2.5 纖維素氫解產(chǎn)物的檢測(cè)37-40
• 第3章 自還原Ni-W雙金屬催化劑制備條件探索40-45
• 3.1 自還原催化劑物理表征40-42
• 3.1.1 熱重分析40-42
• 3.2 自還原催化劑催化性能評(píng)價(jià)42-44
• 3.2.1 催化劑載體的選擇42-43
• 3.2.2 不同含碳量對(duì)纖維素轉(zhuǎn)化的影響43-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第4章 Ni-W/SBA-15催化氫解微晶纖維素45-60
• 4.1 自還原催化劑物理表征45-53
• 4.1.1 表面積和孔結(jié)構(gòu)表征45-47
• 4.1.2 熱重分析47-49
• 4.1.3 掃描電鏡分析49-50
• 4.1.4 元素分布表征50-51
• 4.1.5 透射電鏡表征51
• 4.1.6 X射線衍射分析51-52
• 4.1.7 X射線電子能譜分析52-53
• 4.2 自還原催化劑催化性能評(píng)價(jià)53-59
• 4.2.1 煅燒溫度對(duì)催化劑活性的影響53-54
• 4.2.2 鎳含量對(duì)單金屬Ni/SBA-15催化活性的影響54-55
• 4.2.3 鎳含量對(duì)雙金屬Ni-W/SBA-15催化活性的影響55-57
• 4.2.4 鎢含量對(duì)雙金屬Ni-W/SBA-15催化活性的影響57-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第5章 Ni-W/MOR催化氫解微晶纖維素60-68
• 5.1 自還原催化劑物理表征60-64
• 5.1.1 表面積和孔結(jié)構(gòu)表征60-62
• 5.1.2 熱重分析62-63
• 5.1.3 X射線衍射分析63
• 5.1.4 透射電鏡表征63-64
• 5.2 自還原催化劑催化性能評(píng)價(jià)64-67
• 5.2.1 催化劑煅燒溫度對(duì)催化效果的影響64-65
• 5.2.2 鎳鎢不同質(zhì)量比對(duì)催化效果的影響65-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 第6章 Ni-W/SBA-15催化氫解農(nóng)林廢棄物木質(zhì)纖維素68-73
• 6.1 自還原催化劑物理表征68-71
• 6.1.1 X射線衍射分析68
• 6.1.2 透射電鏡表征68-70
• 6.1.3 掃描電鏡分析70-71
• 6.2 自還原催化劑催化木質(zhì)纖維素性能評(píng)價(jià)71-72
• 6.3 本章小結(jié)72-73
• 第7章 全文總結(jié)及展望73-75
• 7.1 總結(jié)73-74
• 7.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-85
• 附錄85-86
• 致謝86-87
• 作者簡(jiǎn)介87-88

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 羅先齊;楊家秀;劉文玉;郭錫芬;;氫解—火焰光度法測(cè)定微量總硫[J];天然氣化工(C1化學(xué)與化工);1981年04期

2 楊泰芳;;高溫氫解—汞量滴定法測(cè)輕油中微量總硫[J];齊魯石油化工;1983年01期

3 ;高溫氫解—汞量滴定法測(cè)輕油中微量總硫[J];齊魯石油化工;1984年02期

4 陳聯(lián)忠,方濤,郭曉紅,趙信岐;六芐基六氮雜異伍茲烷氫解工藝的改進(jìn)[J];火炸藥學(xué)報(bào);2002年04期

5 張杰,何源祿;稀硫酸水解木素氫解-堿水解法制酚類(lèi)研究[J];林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè);1991年03期

6 ;碳水化合物和多元醇的氫化和／或氫解的催化劑制備及應(yīng)用[J];石油煉制與化工;1994年04期

7 歐育湘,劉進(jìn)全,王艷飛,孟征;六芐基六氮雜異伍茲烷五種氫解脫芐化合物的合成及工業(yè)制備[J];化學(xué)通報(bào);2005年10期

8 劉新海,王亦飛,沈才大,于遵宏;醋酐氫解制乙醛過(guò)程研究I.動(dòng)力學(xué)分析[J];天然氣化工;1998年06期

9 許交興,鄭曉玲,劉廣臻,魏可鎂;脫氯和氫解溫度對(duì)釕催化劑氨合成催化活性的影響[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年02期

10 趙龍;周靜紅;陽(yáng)光;季艷;周興貴;;高效液相色譜法測(cè)定山梨醇及其氫解產(chǎn)物中的低碳多元醇[J];中國(guó)科技論文在線;2011年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 黃志威;賈玉慶;陳靜;夏春谷;劉海超;;負(fù)載納米銅催化劑上生物質(zhì)基多元醇選擇氫解研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第1分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

2 賈玉慶;孫乾輝;劉海超;;負(fù)載鈀催化劑上生物質(zhì)基多元醇選擇性氫解的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第28分會(huì)：綠色化學(xué)[C];2014年

3 王姝;楊波;張婷婷;余剛;鄧述波;黃俊;;鈀/泡沫鎳對(duì)水體中4-氯酚的氫解脫氯研究[A];持久性有機(jī)污染物論壇2009暨第四屆持久性有機(jī)污染物全國(guó)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

4 孫乾輝;劉海超;;鈀基催化劑上甘油選擇氫解合成丙二醇的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第28分會(huì)：綠色化學(xué)[C];2014年

5 劉會(huì)貞;梁曙光;姜濤;韓布興;;負(fù)載Ru-Cu雙金屬催化甘油氫解[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第01分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

6 王娟;李伯東;林海強(qiáng);袁友珠;;碳納米管負(fù)載Ru-Fe催化劑上甘油氫解制二元醇的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第11分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

7 葉林敏;王娟;段新平;林海強(qiáng);袁友珠;;磁性Ni/Al_2O_3催化劑在山梨醇?xì)浣庵苽涠挤磻?yīng)中的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第11分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

8 郝順利;孫楠楠;趙寧;彭偉才;王峰;肖�？�;魏偉;孫予罕;;γ-Al_2O_3負(fù)載銅催化甘油氫解的研究[A];第七屆全國(guó)催化劑制備科學(xué)與技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

9 李小汝;趙鳳玉;;鎳鐵雙金屬催化劑催化甘油氫解[A];第十四屆全國(guó)青年催化學(xué)術(shù)會(huì)議會(huì)議論文集[C];2013年

10 黃志威;劉海龍;賈玉慶;夏春谷;陳靜;劉海超;;納米Cu-SiO_2催化木糖醇選擇氫解性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第28分會(huì)：綠色化學(xué)[C];2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 肖子輝;銅基催化劑的可控制備和結(jié)構(gòu)表征及生物質(zhì)衍生物氫解性能[D];大連理工大學(xué);2013年

2 趙龍;納米碳纖維負(fù)載Ru催化氫解山梨醇制備低碳二元醇[D];華東理工大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 喬鴻昌;Ni-W_2C/AC催化葡萄糖氫解制備低碳二元醇過(guò)程分析及產(chǎn)物調(diào)控[D];華東理工大學(xué);2016年

2 李霞;丙二醇傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的危險(xiǎn)性分析及綠色催化制備研究[D];重慶科技學(xué)院;2016年

3 肖竹錢(qián);自還原鎳鎢雙金屬催化劑在纖維素氫解制低碳多元醇中的性能研究[D];浙江科技學(xué)院;2016年

4 耿高麗;銅基復(fù)合金屬氧化物催化甘油氫解制備丙二醇的研究[D];東南大學(xué);2016年

5 陽(yáng)光;非貴金屬催化劑上葡萄糖一步氫解制備低碳二元醇研究[D];華東理工大學(xué);2011年

6 劉國(guó)才;釕催化山梨醇?xì)浣庵苽涞吞级嫉难芯縖D];華東理工大學(xué);2012年

7 沈四和;甘油氫解制二元醇鎳基催化劑的研究[D];廈門(mén)大學(xué);2009年

8 吳鋒;碳水化合物催化制備低碳二元醇的研究[D];青島科技大學(xué);2013年

9 王浩;高效金屬催化劑的設(shè)計(jì)及其在丙三醇?xì)浣庵械难芯颗c應(yīng)用[D];上海師范大學(xué);2014年

10 張虹;Ru/C催化氫解山梨醇制備C_2～C_3多元醇的研究[D];天津大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：1086476