本文關(guān)鍵詞：鈣鈦礦型復(fù)合氧化物催化蔗渣高壓液化反應(yīng)的研究

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【摘要】：高壓液化是生物質(zhì)中的主要成分(纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等)的解聚過程,在高溫、高壓條件下,解聚產(chǎn)物經(jīng)過脫羥基、脫羧基、脫水和脫氧形成小分子化合物,小分子化合物在催化劑的作用下縮合、環(huán)化、聚合等反應(yīng)生成新的化合物。本文重點(diǎn)研究了鈣鈦礦復(fù)合氧化物的制備方法、A和B位離子的摻雜種類、摻雜量等對其催化性能及其在蔗渣高壓液化反應(yīng)過程中產(chǎn)物分布規(guī)律的影響。La_(1-x)Pr_xNiO_3復(fù)合氧化物在蔗渣高壓液化反應(yīng)過程中具有較好的催化活性,隨著Pr物種含量的增加,La_(1-x)Pr_xNiO_3復(fù)合氧化物催化劑的峰強(qiáng)度增強(qiáng),衍射峰向衍射角大角度方向偏移,微觀形貌結(jié)構(gòu)更疏松,催化反應(yīng)接觸面積增大;Pr~(3+)部分取代La~(3+)后,還原峰向高溫方向遷移,且峰面積增加,表面氧物種的傳導(dǎo)性增強(qiáng)。殘?jiān)蕪?0.82%降低到24.86%,液化油產(chǎn)率從41.67%增加到46.37%,同時液化產(chǎn)物中相對分子質(zhì)量較大的產(chǎn)物數(shù)量減少,相對分子質(zhì)量較小的產(chǎn)物數(shù)量增多,產(chǎn)物主要是糠醛、苯酚,其中La_(0.6)Pr_(0.4)NiO_3復(fù)合氧化物催化劑穩(wěn)定性好,抗積碳能力強(qiáng),說明更有利于催化蔗渣高壓液化反應(yīng)。以陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為有機(jī)模板劑,采用水熱法、溶膠凝膠法、軟模板法和共沉淀法四種不同合成方法分別制備了介孔La_(0.6)Pr_(0.4)NiO_3鈣鈦礦復(fù)合氧化物,并用XRD、TEM、FI-IR、H_2-TPR、CO_2-TPD和低溫N_2吸附-脫附等對所制得樣品的晶相結(jié)構(gòu)、比表面積、孔徑分布及表面性能等進(jìn)行了表征,同時以生物質(zhì)高壓液化反應(yīng)對不同方法制備的復(fù)合氧化物的催化活性和液化產(chǎn)物分布規(guī)律進(jìn)行了探索。結(jié)果表明,采用共沉淀法制備的介孔La_(0.6)Pr_(0.4)NiO_3復(fù)合氧化物微觀形貌為多孔結(jié)構(gòu),比表面積較大,為21.36m2·g-1,最可幾孔徑為22.64nm,對蔗渣高壓液化反應(yīng)具有較好的催化活性,同時液化產(chǎn)物中相對分子質(zhì)量較小產(chǎn)物數(shù)量較多,產(chǎn)物分布中主要是檸檬酸三乙酯、羧酸、苯酚。殘?jiān)蕿?3.92%和液化油產(chǎn)率為58.21%。用共沉淀法分別制備了介孔La_(0.6)A_(0.4)NiO_3(A=Ce、Sr、Y、Nd、Pr)鈣鈦礦復(fù)合氧化物,用XRD、SEM、FI-IR、BET和程序升溫技術(shù)等對復(fù)合氧化物的晶相結(jié)構(gòu)、表面形貌、表面積、孔徑分布及表面性能等進(jìn)行了表征,同時以生物質(zhì)高壓液化反應(yīng)研究A位不同離子摻雜對介孔La_(0.6)A_(0.4)NiO_3催化活性的影響和液化產(chǎn)物分布規(guī)律。結(jié)果表明,摻雜的A位離子均進(jìn)行不同程度的同晶取代,其中摻雜的Pr~(3+)能較好的與La~(3+)發(fā)生同晶取代,比表面積為21.36m2·g-1,最可幾孔徑為22.64nm,表面存在較強(qiáng)的氧物種和堿性中心,在蔗渣高壓液化反應(yīng)中液化油產(chǎn)率為58.21%、殘?jiān)蕿?3.92%,液化產(chǎn)物主要是乙酰檸檬酸三丁酯、檸檬酸丁酯、苯酚、對乙基苯酚。同時考察了B位不同離子種類對鈣鈦礦復(fù)合氧化物的催化性能及對液化油產(chǎn)率和產(chǎn)物分布的影響,在La_(0.6)Pr_(0.4)BO_3中B位采用Mn~(2+)、Cu~(2+)、Co~(2+)、Fe~(3+)、Ni~(2+)離子,由于各離子半徑的差異,導(dǎo)致各鈣鈦礦復(fù)合氧化物的結(jié)晶度不同,La_(0.6)Pr_(0.4)MnO_3結(jié)晶度較高,孔徑分布合理,比表面積為21.98m2·g-1,最可幾孔徑為32.27nm,在蔗渣高壓液化反應(yīng)中液化油產(chǎn)率為59.68%,殘?jiān)蕿?2.62%,同時液化產(chǎn)物中分子質(zhì)量較小的產(chǎn)物數(shù)量較多,主要是乙酰檸檬酸三丁酯、苯酚、對苯甲醇、鄰愈創(chuàng)木酚。
【關(guān)鍵詞】：介孔鈣鈦礦 摻雜與改性 蔗渣液化
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TK6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第1章 引言11-20
• 1.1 研究背景11
• 1.2 生物質(zhì)及生物質(zhì)能概況11-13
• 1.2.1 生物質(zhì)及生物質(zhì)能11
• 1.2.2 生物質(zhì)能源化途徑11-13
• 1.3 生物質(zhì)高壓液化機(jī)理13-14
• 1.3.1 纖維素液化機(jī)理13-14
• 1.3.2 半纖維素液化機(jī)理14
• 1.3.3 木質(zhì)素液化機(jī)理14
• 1.4 生物質(zhì)高壓催化液化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.4.1 生物質(zhì)高壓催化液化概況14-15
• 1.4.2 高壓液化催化劑15-19
• 1.5 本論文主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 1.5.1 主要研究內(nèi)容19
• 1.5.2 創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 第2章 實(shí)驗(yàn)藥品與方法原理及催化劑的制備20-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及儀器20-21
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料及化學(xué)試劑20-21
• 2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備及分析儀器21
• 2.2 蔗渣原料預(yù)處理21-22
• 2.3 催化劑的表征22-24
• 2.3.1 X-射線粉末衍射（XRD）22
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）22
• 2.3.3 透射電子顯微鏡（TEM）22
• 2.3.4 N_2吸附脫附分析（N_2-BET）22
• 2.3.5 程序升溫還原(H_2-TPR)22-23
• 2.3.6 程序升溫脫附（CO_2-TPD）23
• 2.3.7 傅里葉紅外光譜分析（FT-IR）23
• 2.3.8 水溶相GC-MS分析23-24
• 2.3.9 反應(yīng)后殘?jiān)嗉按呋瘎┑腡G分析24
• 2.4 催化活性的測定和液化產(chǎn)物分離分析24-25
• 2.4.1 催化活性評價24
• 2.4.2 液化產(chǎn)物的分離24-25
• 2.5 催化劑的制備25-28
• 2.5.1 鐠摻雜La_(1-x)Pr_xNiO_3催化劑的制備25
• 2.5.2 不同方法制備介孔La_(0.6)Pr_(0.4)NiO_3催化劑25-26
• 2.5.3 不同A位離子介孔La_(0.6)A_(0.4)NiO_3催化劑的制備26-27
• 2.5.4 不同B位離子介孔La_(0.6)Pr_(0.4)BO_3催化劑的制備27-28
• 第3章 鐠摻雜量對La_(1-x)Pr_xNiO_3鈣鈦礦復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)與催化性能的影響28-36
• 3.1 鐠摻雜量對La_(1-x)Pr_xNiO_3鈣鈦礦復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)與性能的影響28-31
• 3.1.1 鐠摻雜量對La_(1-x)Pr_xNiO_3鈣鈦礦復(fù)合氧化物晶相結(jié)構(gòu)的影響28-29
• 3.1.2 鐠摻雜量對La_(1-x)Pr_xNiO_3鈣鈦礦復(fù)合氧化物的形貌影響29-30
• 3.1.3 鐠摻雜量對La_(1-x)Pr_xNiO_3鈣鈦礦復(fù)合氧化物的還原性能影響30-31
• 3.1.4 鐠摻雜量對La_(1-x)Pr_xNiO_3鈣鈦礦復(fù)合氧化物的紅外結(jié)構(gòu)的影響31
• 3.2 鐠摻雜量對高壓液化產(chǎn)物分布的影響31-34
• 3.2.1 鐠摻雜量對油產(chǎn)率及殘?jiān)实挠绊?/span>31-32
• 3.2.2 鐠摻雜量對液化產(chǎn)物分布的影響32-34
• 3.2.3 反應(yīng)后殘?jiān)按呋瘎┑臒岱治?/span>34
• 3.3 本章小結(jié)34-36
• 第4章 制備方法對介孔La_(0.6)Pr_(0.4)NiO_3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)與催化性能的影響36-45
• 4.1 制備方法對介孔La_(0.6)Pr_(0.4)NiO_3結(jié)構(gòu)與性能影響36-41
• 4.1.1 催化劑的晶相結(jié)構(gòu)（XRD）36-37
• 4.1.2 催化劑的微觀形貌（TEM）37-38
• 4.1.3 制備方法對La_(0.6)Pr_(0.4)NiO_3的紅外結(jié)構(gòu)的影響38-39
• 4.1.4 制備方法對介孔La_(0.6)Pr_(0.4)NiO_3鈣鈦礦催化劑比表面及孔結(jié)構(gòu)影響39-40
• 4.1.5 制備方法對La_(0.6)Pr_(0.4)NiO_3還原性能的影響40-41
• 4.1.6 制備方法對La_(0.6)Pr_(0.4)NiO_3表面堿性的影響41
• 4.2 制備方法對液化油產(chǎn)率及產(chǎn)物分布的影響41-44
• 4.2.1 制備方法對液化油產(chǎn)率及殘?jiān)实挠绊?/span>41-42
• 4.2.2 制備方法對液化產(chǎn)物分布的影響42-43
• 4.2.3 反應(yīng)后殘?jiān)c催化劑的熱分析43-44
• 4.3 本章小結(jié)44-45
• 第5章A位離子種類對介孔La_(0.6)A_(0.4)NiO_3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)與催化性能的影響45-57
• 5.1 A位離子種類對介孔La_(0.6)A_(0.4)NiO_3結(jié)構(gòu)的影響45-49
• 5.1.1 A位離子種類對介孔La_(0.6)A_(0.4)NiO_3晶相結(jié)構(gòu)的影響45-46
• 5.1.2 A位離子種類對介孔La_(0.6)A_(0.4)NiO_3微觀形貌的影響46-49
• 5.1.3 A位離子種類對La_(0.6)A_(0.4)NiO_3的紅外結(jié)構(gòu)的影響49
• 5.2 A位離子種類對介孔La_(0.6)A_(0.4)NiO_3比表面及孔結(jié)構(gòu)的影響49-51
• 5.3 A位離子種類對La_(0.6)A_(0.4)NiO_3的還原特性的影響51-52
• 5.4 A位離子種類對La_(0.6)A_(0.4)NiO_3的表面堿性中心的影響52
• 5.5 液化油產(chǎn)率和液化產(chǎn)物分布52-55
• 5.5.1 A位離子種類對液化油產(chǎn)率及殘?jiān)实挠绊?/span>52-53
• 5.5.2 A位離子種類對液化產(chǎn)物分布的影響53-55
• 5.5.3 反應(yīng)后殘?jiān)按呋瘎┑臒岱治?/span>55
• 5.6 本章小結(jié)55-57
• 第6章B位離子種類對介孔La_(0.6)Pr_(0.4)BO_3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)與催化性能的影響57-69
• 6.1 B位離子種類對介孔La_(0.6)Pr_(0.4)BO_3結(jié)構(gòu)與形貌的影響57-62
• 6.1.1 催化劑的晶相結(jié)構(gòu)（XRD）57-58
• 6.1.2 催化劑的表面形貌（SEM）58-61
• 6.1.3 催化劑的FT-IR光譜分析61-62
• 6.2 B位離子種類對介孔La_(0.6)Pr_(0.4)BO_3比表面及孔結(jié)構(gòu)影響62-63
• 6.3 B位離子種類對介孔La_(0.6)Pr_(0.4)BO_3還原性能的影響63-64
• 6.4 B位離子種類對介孔La_(0.6)Pr_(0.4)BO_3表面堿性的影響64-65
• 6.5 催化劑對液化油產(chǎn)率及產(chǎn)物分布的影響65-68
• 6.5.1 催化劑對液化油產(chǎn)率和殘?jiān)实挠绊?/span>65-66
• 6.5.2 催化劑對液化產(chǎn)物分布的影響66-67
• 6.5.3 反應(yīng)后殘?jiān)按呋瘎┑臒岱治?/span>67-68
• 6.6 本章小結(jié)68-69
• 第7章 結(jié)論與展望69-72
• 7.1 結(jié)論69-70
• 7.2 展望70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果79

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8 鐵昆靈;王欣;黃金田;白熊;;沙柳苯酚液化產(chǎn)物制備酚醛樹脂工藝研究[J];林產(chǎn)工業(yè);2012年02期

9 崔之棟,Philip C.V.,Anthony R.G.;幾個因素對煤液化產(chǎn)物性質(zhì)的影響[J];大連工學(xué)院學(xué)報;1984年04期

10 王村彥,夏慧麗,儲少崗;洗提色譜法對煤液化產(chǎn)物的族組分分離[J];色譜;1986年03期

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1 鄒獻(xiàn)武;秦特夫;楊智;張小玲;黃洛華;李改云;;木材正辛醇液化產(chǎn)物的紅外光譜分析[A];第十五屆全國分子光譜學(xué)術(shù)報告會論文集[C];2008年

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3 孔曉英;武書彬;吳創(chuàng)之;馬隆龍;;蔗渣管式爐熱解液化產(chǎn)物及其特性[A];21世紀(jì)太陽能新技術(shù)——2003年中國太陽能學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

4 焦健;房桂干;孔振武;郝明顯;張然;趙樂滸;;苯甲基化預(yù)處理對制漿過程廢棄物液化反應(yīng)的影響[A];第二屆中國林業(yè)學(xué)術(shù)大會——S11 木材及生物質(zhì)資源高效增值利用與木材安全論文集[C];2009年

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本文編號：568469