發(fā)布時間：2021-05-09 14:26

　　近年來,按照當前科技和工業(yè)的發(fā)展速度,化石能源的消耗在接下來的數(shù)十年內(nèi)還會大幅增長,而消耗化石能源帶來的環(huán)境問題也將更加嚴重。因此,尋找化石資源的可持續(xù)替代品已成為目前能源領(lǐng)域亟待解決的問題。生物質(zhì)資源作為一種來源廣泛、可持續(xù)再生的資源獲得了廣泛關(guān)注。由生物質(zhì)衍生而來的各種化合物可作為平臺分子生產(chǎn)各種高附加值化學(xué)品,也可通過加氫脫氧工藝對其進行提制生產(chǎn)生物燃料。以生物質(zhì)衍生物糠醛為例,其自1821年被發(fā)現(xiàn)近200年來,無數(shù)研究者對其應(yīng)用進行大幅擴展,從最初簡單的松香脫色劑,到合成橡膠,再到藥物合成、香精合成等,目前糠醛已被美國能源部評為生物精煉中最重要的30種化學(xué)品之一。又如,以愈創(chuàng)木酚和香蘭素為代表的木質(zhì)素衍生物,由于其具有官能團修飾的苯環(huán)結(jié)構(gòu),可以作為重要的化工中間體進一步用于醫(yī)藥和香料合成領(lǐng)域。該類生物質(zhì)中具有苯環(huán)結(jié)構(gòu),含碳量優(yōu)異,因此可以對其含氧官能團進行加氫脫氧處理即可獲得碳含量理想的生物燃油,因而近年來對該系列生物質(zhì)的研究熱點逐漸轉(zhuǎn)移到加氫脫氧提質(zhì)領(lǐng)域。目前,成熟的生物質(zhì)資源加氫催化劑依然以貴金屬催化劑為主,雖然其優(yōu)異的穩(wěn)定性和良好的性能在該領(lǐng)域取得了良好的研究進展,但有限... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：185 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 生物質(zhì)概述
        1.2.1 生物質(zhì)能簡介
        1.2.2 中國生物質(zhì)能分布現(xiàn)狀
            1.2.2.1 農(nóng)作廢物
            1.2.2.2 森林資源
            1.2.2.3 禽畜糞便
            1.2.2.4 其他生物質(zhì)能
        1.2.3 生物質(zhì)衍生物概述
        1.2.4 糠醛研究背景
            1.2.4.1 糠醛概述
            1.2.4.2 糠醛加氫制環(huán)戊酮研究現(xiàn)狀
        1.2.5 香蘭素研究背景
            1.2.5.1 香蘭素概述
            1.2.5.2 香蘭素加氫脫氧研究現(xiàn)狀
        1.2.6 5-羥甲基糠醛研究背景
            1.2.6.1 5-羥甲基糠醛概述
            1.2.6.2 5-羥甲基糠醛加氫脫氧研究現(xiàn)狀
    1.3 層狀雙金屬氫氧化物材料概述
        1.3.1 層狀雙金屬氫氧化物類材料結(jié)構(gòu)特點與性質(zhì)
            1.3.1.1 層狀雙金屬氫氧化物的結(jié)構(gòu)特征
            1.3.1.2 層狀雙金屬氫氧化物的性質(zhì)
        1.3.2 常見的層狀雙金屬氫氧化物的合成方法
            1.3.2.1 低過飽和度法
            1.3.2.2 高過飽和度法
            1.3.2.3 成核晶化隔離法
            1.3.2.4 水熱法
            1.3.2.5 原位生長法
            1.3.2.6 其他方法
        1.3.3 層狀雙金屬氫氧化物類材料在催化領(lǐng)域的應(yīng)用
            1.3.3.1 直接用于催化反應(yīng)
            1.3.3.2 用作催化劑載體
            1.3.3.3 用作催化劑前體
    1.4 雙金屬催化劑概述
        1.4.1 雙金屬催化劑簡介
        1.4.2 雙金屬催化劑在生物質(zhì)催化領(lǐng)域的應(yīng)用
            1.4.2.1 生物質(zhì)水相重整
            1.4.2.2 甘油催化轉(zhuǎn)化
            1.4.2.3 纖維素、半纖維素及其衍生物催化轉(zhuǎn)化
            1.4.2.4 木質(zhì)素及其衍生物催化轉(zhuǎn)化
        1.4.3 面臨的挑戰(zhàn)及展望
    1.5 本論文研究內(nèi)容
        1.5.1 論文選題意義
        1.5.2 論文研究思路及內(nèi)容
    參考文獻
第二章 實驗部分
    2.1 試劑和藥品
    2.2 樣品表征
        2.2.1 X射線粉末衍射(XRD)
        2.2.2 等離子耦合發(fā)射光譜(ICP-AES)
        2.2.3 低溫氮氣物理吸脫附表征(BET)
        2.2.4 同步輻射X射線吸收譜(XAS)
        2.2.5 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.6 高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)
        2.2.7 高角環(huán)形暗場像-掃描透射電鏡(HADDF-STEM)
        2.2.8 X-射線光電子能譜(XPS)
        2.2.9 程序升溫還原(H2-TPR)
        2.2.10 程序升溫脫附(TPD)
        2.2.11 傅里葉變換原位紅外光譜(in situ FT-IR)
        2.2.12 拉曼光譜(Raman)
        2.2.13 熒光發(fā)射光譜分析(PL)
        2.2.14 活性銅分散度測定
        2.2.15 活性鎳、鈷分散度測定
        2.2.16 NiCu雙金屬催化劑分散度測定
    2.3 產(chǎn)物分析
        2.3.1 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)
        2.3.2 氣相色譜(GC)
    參考文獻
第三章 表面改性鎳銅雙金屬催化劑的構(gòu)筑及其糠醛水合重排性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 NiCu/Al_2O_3催化劑的制備
        3.2.2 催化評價
        3.2.3 紅外吸附實驗
        3.2.4 DFT理論計算
    3.3 催化劑結(jié)構(gòu)與性質(zhì)探究
        3.3.1 前體和催化劑的晶體結(jié)構(gòu)
        3.3.2 催化劑氧化還原性能
        3.3.3 催化劑的原子構(gòu)型
        3.3.4 催化劑的微觀形貌
        3.3.5 催化劑的表面元素狀態(tài)
        3.3.6 催化劑的表面酸性分析
        3.3.7 催化劑氫氣吸附能力
    3.4 催化性能評價
        3.4.1 NiCu系列雙金屬催化劑糠醛重排性能評價
        3.4.2 對比樣品催化劑糠醛重排性能評價
        3.4.3 NiCu系列雙金屬催化劑中間產(chǎn)物糠醇重排性能評價
        3.4.4 TOF值的計算
        3.4.5 催化劑穩(wěn)定性測試
    3.5 催化機理探究
        3.5.1 糠醛在催化劑表面吸附行為研究
        3.5.2 催化劑表面精細結(jié)構(gòu)探究
        3.5.3 醛基類生物質(zhì)加氫推廣應(yīng)用及前景展望
    3.7 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 氧缺陷促進的鈷鎳雙金屬催化劑的構(gòu)筑及其香蘭素加氫脫氧性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 催化劑制備
        4.2.2 催化評價
        4.2.3 原位紅外吸附實驗
        4.2.4 DFT理論計算
    4.3 催化劑結(jié)構(gòu)與性質(zhì)探究
        4.3.1 水滑石前體晶體結(jié)構(gòu)及形貌分析
        4.3.2 氧化物還原性能
        4.3.3 催化劑結(jié)構(gòu)分析
        4.3.4 催化劑表面性質(zhì)分析
        4.3.5 催化劑缺陷結(jié)構(gòu)分析
    4.4 香蘭素加氫脫氧性能測試
        4.4.1 單一氫源的香蘭素加氫脫氧
        4.4.2 雙氫源協(xié)同的香蘭素加氫脫氧
    4.5 香蘭素加氫脫氧機理探究
        4.5.1 催化活性來源探究
        4.5.2 底物吸附構(gòu)型與官能團活化探究
        4.5.3 香蘭素及其中間產(chǎn)物的吸附構(gòu)型DFT模擬
    4.6 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 鈷鐵雙金屬催化劑的構(gòu)筑及其5-羥甲基糠醛轉(zhuǎn)移加氫性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 CoFe雙金屬催化劑的制備
        5.2.2 催化評價
        5.2.3 紅外吸附實驗
    5.3 催化劑結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分析
        5.3.1 水滑石前體的晶體結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 催化劑的晶體結(jié)構(gòu)分析
        5.3.3 水滑石前體和催化劑的宏觀形貌探究
        5.3.4 氧化物還原性能測試
        5.3.5 催化劑表面元素狀態(tài)
    5.4 轉(zhuǎn)移加氫性能研究
        5.4.1 5-羥甲基糠醛轉(zhuǎn)移加氫性能
        5.4.2 氫源對性能的影響
        5.4.3 糠醛的轉(zhuǎn)移加氫性能
        5.4.4 催化機理探究
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 結(jié)論與展望
論文創(chuàng)新點
附錄
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
作者與導(dǎo)師簡介
附件



本文編號：3177467