本文關(guān)鍵詞：溫和條件下生物油模型化合物糠醛催化加氫提質(zhì)

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【摘要】：能源是人類社會賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),是人類社會發(fā)展和經(jīng)濟不斷增長的最根本的驅(qū)動力。目前全球消耗的最主要能源是石油、煤炭、天然氣等化石燃料,使用比例高達80%以上。但化石燃料的枯竭以及使用后所帶來的環(huán)境問題,如溫室效應(yīng)、臭氧層空洞、酸雨等,嚴重威脅著人類社會的可持續(xù)發(fā)展,尋找可再生且環(huán)境友好的資源來代替不可再生的化石燃料已成為迫在眉睫的任務(wù)。在眾多的新能源中,生物質(zhì)能源由于具有可再生、低污染、二氧化碳凈排放量為零、原料廣泛分布和儲量大等優(yōu)點,在近幾年吸引了越來越多人的關(guān)注。生物質(zhì)的利用形式主要有轉(zhuǎn)化為氣體燃料、固體燃料和液體燃料,其中將生物質(zhì)通過高溫快速熱裂解生成液體生物油,再經(jīng)催化提質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品位的液體燃料,被認為是最有效的途徑之一。然而生物油具有含水量大、含氧量高、熱值低、粘度大、酸性強和不穩(wěn)定等缺點,與化石燃料在性質(zhì)上有所區(qū)別,不能直接用作車用燃料,必須經(jīng)過提質(zhì)后才能達到要求。在眾多的提質(zhì)方法中,催化加氫由于可以提高生物油的穩(wěn)定性,引起了人們極大的興趣。生物油是一種復(fù)雜且高度氧化的混合物,而其中的糠醛含量較多�？啡┰诟邷叵路浅Ｈ菀追磻�(yīng),極易與生物油中的醇類、醛類和酚類物質(zhì)發(fā)生縮合反應(yīng)和聚合反應(yīng),形成高分子聚合物,這不僅會使催化劑嚴重失活、壽命縮短,而且會降低生物油的碳效率。設(shè)計采用糠醛作為生物油中醛類物質(zhì)的模型化合物,特別在低溫的條件下,將其容易發(fā)生反應(yīng)的醛基官能團通過催化加氫轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的物質(zhì),是生物油提質(zhì)中非常關(guān)鍵的一步,具有重要的現(xiàn)實意義。本論文以室溫條件下,生物油中模型化合物糠醛高效催化加氫提質(zhì)為目標,以性能優(yōu)異的碳納米管為載體制備了一系列負載Pt、Pd的催化劑,主要的研究結(jié)果如下：1.制備了MWNT負載的Pt催化劑,考察了其對糠醛液相加氫反應(yīng)性能的影響,并與不同酸堿性載體TiO2、ZrO2、CeO2、La2O3、AC進行了比較。實驗發(fā)現(xiàn),在相同的反應(yīng)條件下,采用MWNT負載的Pt催化劑具有最好的糠醛轉(zhuǎn)化率以及糠醇選擇性。在反應(yīng)條件為100℃、3MPaH2和5h時,1%Pt/MWNT催化劑上糠醛的轉(zhuǎn)化率高達97.2%,糠醇的選擇性也高達92.1%,這與MWNT獨特的物理化學(xué)性能有關(guān),如電學(xué)性能、孔道結(jié)構(gòu)和吸附性能等。2. 系統(tǒng)地研究了不同反應(yīng)因素對Pt/MWNT催化劑催化糠醛加氫反應(yīng)性能的影響。通過對反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、氫氣壓力、Pt負載量、催化劑用量和糠醛用量等因素的考察,篩選得到了最佳的反應(yīng)條件：在反應(yīng)溫度25℃,反應(yīng)時間5h,氫氣壓力3MPa, 1%Pt/MWNT催化劑用量0.1g,糠醛用量0.5mL的條件下,可獲得較好的反應(yīng)結(jié)果。在該反應(yīng)條件下,糠醛的轉(zhuǎn)化率為92.6%,糠醇的選擇性為85.8%。同時研究了不同極性的溶劑的影響,實驗發(fā)現(xiàn),溶劑極性增大,有利于催化劑活性的提高。1%Pt/MWNT催化劑在使用4次后糠醛的轉(zhuǎn)化率僅從最初的92.6%下降到了83.7%,活性仍然保持在較高的水平,沒有出現(xiàn)明顯的失活現(xiàn)象,說明該催化劑具有良好的重復(fù)利用性。3.系統(tǒng)地研究了不同反應(yīng)因素對Pd/MWNT催化劑催化糠醛加氫反應(yīng)性能的影響,以及不同催化劑上反應(yīng)產(chǎn)物的分布情況。實驗發(fā)現(xiàn),不同貴金屬負載的催化劑上可導(dǎo)致不同的產(chǎn)物分布情況：在1%Pt/MWNT催化劑上,反應(yīng)產(chǎn)物主要為部分加氫產(chǎn)物糠醇；在1%Pd/MWNT催化劑上,反應(yīng)產(chǎn)物主要為完全加氫產(chǎn)物四氫糠醇。在反應(yīng)條件為25 ℃,3MPaH2和5h時,1%Pd/MWNT催化劑上糠醛的轉(zhuǎn)化率為83.5%,四氫糠醇的選擇性為91.8%。通過一系列反應(yīng)條件的考察,我們認為在1%Pd/MWNT催化劑上糠醛加氫的反應(yīng)機理為：大部分四氫糠醇是由糠醛直接加氫轉(zhuǎn)化而來,只有少部分四氫糠醇是由糠醛加氫先轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g產(chǎn)物糠醇,再進一步被加氫而轉(zhuǎn)化得來的。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.32;TQ511.1

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1 李大東;;催化劑評選技術(shù)(下)[J];石油煉制與化工;1981年07期

2 惠從善;催化劑失活——第四講 催化劑的固態(tài)轉(zhuǎn)變和燒結(jié)失活[J];蘭化科技;1988年04期

3 楊迎春,陳文凱,劉興泉,羅仕忠,吳玉塘,于作龍;合成氣一步法合成甲酸甲酯催化劑的失活原因[J];天然氣化工;2001年01期

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5 陳儉省;李凝;劉金聚;;摻雜氧化物對Ni-ZrO_2-Al_2O_3催化劑的性能影響[J];廣西科學(xué);2010年01期

6 石利紅;李曉峰;李德寶;孫予罕;;鈷基催化劑在費-托反應(yīng)過程中的失活行為[J];催化學(xué)報;2010年12期

7 黎先財;楊春燕;黃紹祥;;制備過程對磷化鎢催化劑重整性能的影響[J];南昌大學(xué)學(xué)報(工科版);2012年01期

8 于艷科;何熾;陳進生;孟小然;;電廠煙氣脫硝催化劑V_2O_5-WO_3/TiO_2失活機理研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2012年11期

9 毛偉;;雜質(zhì)離子對羥胺催化劑活性影響的研究[J];河南化工;2013年11期

10 吳且毅;李培琛;曾永富;申文杰;劉錦祥;;燒結(jié)型天然氣轉(zhuǎn)化催化劑的熔結(jié)老化[J];天然氣化工(C1化學(xué)與化工);1982年04期

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1 王麗;李福林;吳迪鏞;王樹東;袁權(quán);;低溫水解二硫化碳催化劑[A];第一屆全國化學(xué)工程與生物化工年會論文摘要集(上)[C];2004年

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5 胡艷平;張龍;李萬紅;劉金廷;;糠醛氣相脫羰用催化劑的再生利用研究[A];“振興吉林老工業(yè)基地——科技工作者的歷史責(zé)任”吉林省第三屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2004年

6 王東輝;史喜成;董同欣;白書培;張忠良;;納米金催化劑失活機理研究[A];中國化學(xué)會第二十五屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集（下冊）[C];2006年

7 徐麗;陳穎;付名利;吳軍良;黃碧純;葉代啟;;CuO/SBA-15氧化萘的催化性能評價與催化劑失活表征[A];第六屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

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