【摘要】：生物質(zhì)是豐富的碳源資源,它在自然界中儲量巨大,并且是一種可以隨著時間的推移不斷再生的資源,這賦予了生物質(zhì)獨(dú)特的價值。木質(zhì)素是生物質(zhì)組成中的主要成分之一,雖然從質(zhì)量的角度而言,只占生物質(zhì)的20%左右,但從能量角度而言,它的占比不少于40%,并且在木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中有很獨(dú)特的芳香環(huán)單元。由于這些特殊性,木質(zhì)素的應(yīng)用得到了大量研究者的關(guān)注。木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)中有大量芳香環(huán)單元,他們之間主要通過醚鍵和C-C鍵連接。酸性催化劑對于α-和β-芳基醚鍵的斷裂起到十分重要的作用,因此在實(shí)驗(yàn)中制備了一種同時含有B酸和L酸的固體酸催化劑S2082-/Zr02-Ti02-SiO2,并且應(yīng)用于木質(zhì)素解聚中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在270℃反應(yīng)1小時時,解聚產(chǎn)物中乙酸乙酯溶解率達(dá)到了 91%,這就意味著固體酸催化劑S2082-/ZrO2-TiO2-SiO2可以有效的催化解聚木質(zhì)素。在實(shí)驗(yàn)中還研究了 Pt/C作為共催化劑時對解聚木質(zhì)素的影響,結(jié)果表明加氫催化劑的加入可以有效的提高石油醚溶解物(主要成分是單體和二聚體)的產(chǎn)率。將固體酸催化劑S2O82-/ZrO2-TiO2-Si02和加氫催化劑Pt/C以1:1的比例混合,在310℃反應(yīng)24小時,產(chǎn)物中石油醚溶解率和單酚產(chǎn)率分別為46%和14.8%。實(shí)驗(yàn)中對催化劑S2082-/ZrO2-TiO2-Si02的循環(huán)性也進(jìn)行了研究,三次循環(huán)之后,催化劑的活性依然較好,這說明固體酸催化劑S2082-/ZrO2-Ti02-SiO2 的穩(wěn)定性很好。探究固體酸催化劑解聚木質(zhì)素的過程中可以發(fā)現(xiàn),加入加氫催化劑之后,石油醚溶解率和單酚產(chǎn)率會有很明顯的提高。因此我們進(jìn)一步研究了酸性載體負(fù)載貴金屬之后對木質(zhì)素解聚的影響�？紤]到Ru具有很好的加氫作用和抑制木質(zhì)素產(chǎn)物自縮聚的作用,而W-Sn-AlOx是一種具有較強(qiáng)吸電子能力的催化劑載體,并且具有一定的酸性。實(shí)驗(yàn)中將Ru負(fù)載在W-Sn-A1Ox上,期望達(dá)到更好的催化效果。實(shí)驗(yàn)中探究了催化劑各組分的催化活性,結(jié)果顯示催化劑中的Sn-AlOx部分單獨(dú)使用時沒有催化活性,但是在用磷鎢酸修飾之后,卻能夠表現(xiàn)出催化活性。在310℃條件下,使用催化劑Ru/W-Sn-A1Ox催化解聚1小時時,石油醚溶解率達(dá)到了 32%,當(dāng)延長時間至24小時,石油醚溶解率增加到67%,而液體產(chǎn)物產(chǎn)率達(dá)到85%,可以看出單體和二聚體是液體產(chǎn)物中的主要組成部分。實(shí)驗(yàn)分析310℃反應(yīng)1小時之后的液體產(chǎn)物元素含量,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中的含氧量與初始木質(zhì)素相比下降了 10.12%,這說明催化劑能夠有效的降低解聚產(chǎn)物中的氧含量。催化劑Ru/W-Sn-AlOx具有較好的穩(wěn)定性,即使在循環(huán)三次之后仍能保持較好的催化活性。催化劑Ru/W-Sn-A1Ox能夠有效的降低產(chǎn)物中的氧含量,提高產(chǎn)物的熱值,這為木質(zhì)素制備生物油開辟了一條十分有效的路線。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O636.2;O643.3
【圖文】：

２．１．２實(shí)驗(yàn)裝置逡逑在實(shí)驗(yàn)中，催化解聚木質(zhì)素的反應(yīng)發(fā)生在５０ｍｌ微型高壓反應(yīng)釜中，實(shí)物逡逑裝置如圖２．１所示，實(shí)驗(yàn)中使用的反應(yīng)釜是哈氏合金的快開式高壓反應(yīng)釜中，逡逑反應(yīng)釜從安徽科冪機(jī)械公司購買，反應(yīng)釜的表頭壓力在０ＭＰａ－２５ＭＰａ之間，最逡逑大女全壓力為１６ＭＰａ。反應(yīng)中的溫度由精度為０．１邋Ｃ的溫控儀控制，溫控儀購逡逑買自廈門宇電自動化有限公司，實(shí)驗(yàn)中將溫控儀的熱電偶插入到高壓反應(yīng)釜中，逡逑采用程序升溫的方式進(jìn)行加熱。解聚過程中用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌器是逡逑德國ＩＫＡ的ＲＣＴ基本型攪拌器，轉(zhuǎn)速范圍為０－１５００ｒｐｍ，攪拌子最大長度為逡逑８０ｍｍ邋0逡逑ｍｍＭ逡逑圖２．１邋＾中使用的反應(yīng)設(shè)備逡逑實(shí)驗(yàn)中用于旋蒸的裝置如圖２．２所示，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀是由上海亞榮公司逡逑生產(chǎn)，型號為ＲＥ－２０００Ｂ，主機(jī)自動升降幅度為０－１５０毫米，旋轉(zhuǎn)的速度范圍為逡逑２０－２００轉(zhuǎn)／分鐘。加熱鍋使用的全封閉加熱器

逑圖２．２實(shí)驗(yàn)中的旋蒸裝置逡逑實(shí)驗(yàn)中用于離心分離的儀器裝置如圖２．３所示，離心機(jī)是湖南湘儀公司生逡逑產(chǎn)的型號為ＴＧ１６－ＷＳ的臺式高速離心機(jī)，最大轉(zhuǎn)速可達(dá)到１６０００ｒ／ｍｉｎ，轉(zhuǎn)速逡逑精度為±３０ｒ／ｍｉｎ，定時范圍在ｌｍｉｎ－９９ｍｉｎ之間。逡逑：—．．邐ｍ逡逑■Ｉ邋—邋邐邐邐邐邐邐Ｉ逡逑１逡逑：；－：：：ｒ：：；＇＾：：邋ｖ：：＇：－＾邐：；．．邋，邐．：：：：；．：：＇＇逡逑圖２．３高速離心裝置逡逑１４逡逑

逡逑圖２．２實(shí)驗(yàn)中的旋蒸裝置逡逑實(shí)驗(yàn)中用于離心分離的儀器裝置如圖２．３所示，離心機(jī)是湖南湘儀公司生逡逑產(chǎn)的型號為ＴＧ１６－ＷＳ的臺式高速離心機(jī)，最大轉(zhuǎn)速可達(dá)到１６０００ｒ／ｍｉｎ，轉(zhuǎn)速逡逑精度為±３０ｒ／ｍｉｎ，定時范圍在ｌｍｉｎ－９９ｍｉｎ之間。逡逑：—．．邐ｍ逡逑■Ｉ邋—邋邐邐邐邐邐邐Ｉ逡逑１逡逑：；－：：：ｒ：：；＇＾：：邋ｖ：：＇：－＾邐：；．．邋，邐．：：：：；．：：＇＇逡逑圖２

【參考文獻(xiàn)】

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