【摘要】：煤炭資源是重要的化石燃料,長期以來為人類社會的生存發(fā)展提供了大量豐富的能源。以褐煤為代表的低階煤,具有水分和灰分高、熱值低,直接作為燃料利用時,污染高效率低。因此,提高褐煤的高效清潔利用,同時增加產(chǎn)品的附加值,具有十分重要的意義。本文利用褐煤中腐植酸含量高、含氧官能團豐富的特點,通過NaOH溫和處理使褐煤發(fā)生部分解聚,并利用解聚物中的含氧酸性官能團與過渡金屬鋯的配位作用,制備了不同種類的褐煤解聚產(chǎn)物—鋯催化劑。詳細(xì)考察了不同的解聚產(chǎn)物組分、催化劑制備條件和反應(yīng)條件對催化劑性能的影響。針對褐煤的結(jié)構(gòu)和組成特點,分別提取褐煤中的游離腐植酸(HAf)和總腐植酸(HAt)并進行鋯基催化劑制備。將催化劑用于生物質(zhì)乙酰丙酸乙酯(EL)的催化轉(zhuǎn)化生成γ-戊內(nèi)酯(GVL),優(yōu)化反應(yīng)條件,均取得良好的催化效應(yīng)。使用Zr-HAf催化劑時,EL轉(zhuǎn)化率為92.7%,γ-戊內(nèi)酯(GVL)的產(chǎn)率90.1%;使用Zr-HAt催化劑時,轉(zhuǎn)化率92.8%,產(chǎn)率92.6%。為了合理利用資源,我們試著把褐煤提取游離腐植酸后的固體殘余物(SRf)和提取總腐植酸的固體殘余物(SRt)制備催化劑,在優(yōu)化反應(yīng)條件下,Zr-SRf催化反應(yīng)時,EL的轉(zhuǎn)化率92.4%,γ-戊內(nèi)酯(GVL)的產(chǎn)率92.0%;以Zr-SRt催化劑時,轉(zhuǎn)化率95.4%,產(chǎn)率92.0%。催化劑均可重復(fù)使用11次以上而催化活性基本不變,異質(zhì)性實驗說明它們都是非均相反應(yīng)。鑒于褐煤衍生物所得的腐植酸和固體殘余物分別制備鋯基催化劑時均具有良好的催化性能,為了提高褐煤利用率、簡化催化劑的制備操作過程,對褐煤NaOH處理后的混合物不經(jīng)分離直接制備Zr-SL~+催化劑�？疾炝瞬煌幚項l件對所得催化劑性能的影響,并對所得催化劑結(jié)構(gòu)進行表征分析。在優(yōu)化催化反應(yīng)條件下,EL轉(zhuǎn)化率為92.2%,產(chǎn)率92.0%。催化劑可多次重復(fù)使用,是非均相反應(yīng)。催化劑活性受到催化劑中鋯含量、催化劑比表面積和表面酸性位點的共同影響。所制備催化劑能夠用于其它羰基化合物的催化轉(zhuǎn)化,如糠醛制備糠醇,己醛制備己醇,2-己酮制備2-己醇等,底物轉(zhuǎn)化率均達93.0%以上,表明催化劑有良好的底物普適性。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ426;TD849.2
【圖文】：

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 1-2 褐煤結(jié)構(gòu)模型）。長時間在空氣中極易造成風(fēng)化，不易儲存和運輸，燃燒時會產(chǎn)生大量的有害氣體和生成固體殘渣顆粒物，對空氣環(huán)境污染嚴(yán)重[10-13]。我國在煤炭開采方面有著悠久的歷史，褐煤儲量豐富，已成為我國主要使用的煤種，褐煤的煤化程度低，燃燒時會有大量的濃煙、黑灰等顆粒物飄在空中，如果不經(jīng)過洗煤和提煉預(yù)處理，大量使用劣質(zhì)褐煤會導(dǎo)致我國霧霾問題日益嚴(yán)重。

圖 1-2 褐煤結(jié)構(gòu)模型）。長時間在空氣中極易造成風(fēng)化，不易儲存和運輸，燃燒時會產(chǎn)生大量的有害氣體和生成固體殘渣顆粒物，對空氣環(huán)境污染嚴(yán)重[10-13]。我國在煤炭開采方面有著悠久的歷史，褐煤儲量豐富，已成為我國主要使用的煤種，褐煤的煤化程度低，燃燒時會有大量的濃煙、黑灰等顆粒物飄在空中，如果不經(jīng)過洗煤和提煉預(yù)處理，大量使用劣質(zhì)褐煤會導(dǎo)致我國霧霾問題日益嚴(yán)重。圖 1-1 褐煤光學(xué)照片F(xiàn)igure 1-1 Optical graph of lignite

褐煤蠟是指褐煤經(jīng)有機溶劑抽提所得的抽提物。用于制造涂料、油漆、橡膠添加劑、潤滑油和高級蠟紙的原料等。圖1-3 褐煤的利用Figure 1-3 Utilization of lignite褐煤含有豐富的原生腐植酸和采出后經(jīng)風(fēng)化、氧化而增加的次生腐植酸。腐植酸是一種具有弱酸性的膠體物質(zhì)與金屬離子合金屬氫氧化物反應(yīng)生成的絡(luò)合物和螯合褐煤

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 馬斌;劉景輝;張興隆;;褐煤腐殖酸對旱作燕麥土壤微生物量碳、氮、磷含量及土壤酶活性的影響[J];作物雜志;2015年05期

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本文編號：2795579