褐煤等低階煤作為重要的碳資源,具有高揮發(fā)分、高水含量及低熱值等特點,直接作為能源物質(zhì)利用時存在效率低、污染大等缺點。同時褐煤又含有豐富的天然結(jié)構(gòu)單元,這使其作為非能源物質(zhì)利用成為可能。因此,探索褐煤高值化非能源轉(zhuǎn)化利用新途徑是褐煤利用領域發(fā)展的現(xiàn)實需求和必然選擇。氧化解聚是實現(xiàn)褐煤清潔高值化利用的潛在途徑,但褐煤解聚物組成復雜,如何實現(xiàn)解聚物的有效利用是限制褐煤解聚利用的瓶頸問題。本文根據(jù)褐煤及氧化解聚物富含含氧有機酸性組分的特點,利用酸性含氧官能團與金屬離子的配位作用,以褐煤或其氧化解聚物為有機配體,提出了褐煤及氧化解聚物不經(jīng)復雜分離直接構(gòu)建金屬-有機復合催化劑這一利用新思路;在此研究基礎上,發(fā)現(xiàn)金屬離子能夠與褐煤氧化解聚物中不同有機酸組分選擇性配位結(jié)合,提出了褐煤氧化解聚物金屬離子介導的有機酸配位分離新路線。本文主要研究工作與結(jié)果具體如下:（1）本文首先直接以褐煤為有機配體,利用褐煤中酸性官能團與Zr⁴⁺間的配位作用構(gòu)建鋯基催化劑,并將設計的催化劑應用于生物質(zhì)衍生的羰基分子加氫轉(zhuǎn)化反應中。系統(tǒng)研究了催化劑的制備條件和反應參數(shù)對催化劑性能的影響,并對所制備催化劑... 

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 褐煤非能源利用方式簡介
    1.3 褐煤解聚方法研究進展
        1.3.1 低溫萃取
        1.3.2 高溫熱溶解
        1.3.3 微生物降解
        1.3.4 氧化解聚
    1.4 褐煤解聚產(chǎn)物利用現(xiàn)狀
        1.4.1 解聚產(chǎn)物組成分析
        1.4.2 現(xiàn)有解聚產(chǎn)物利用途徑
    1.5 褐煤解聚產(chǎn)物分離研究進展
        1.5.1 離心或過濾
        1.5.2 溶劑萃取
        1.5.3 柱層析(色譜)分離法
        1.5.4 低共熔溶劑法
        1.5.5 抗溶劑法
    1.6 褐煤及解聚物利用存在問題與選題依據(jù)
    1.7 本文研究內(nèi)容與思路
    1.8 研究意義與創(chuàng)新點
第二章 褐煤原煤構(gòu)建鋯基催化劑
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗試劑及儀器
        2.1.2 催化劑制備
        2.1.3 催化劑表征
        2.1.4 轉(zhuǎn)移加氫反應
        2.1.5 催化劑穩(wěn)定性和異質(zhì)性實驗
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 催化劑篩選
        2.2.2 催化劑結(jié)構(gòu)表征
        2.2.3 催化劑用量對活性的影響
        2.2.4 反應溫度對催化劑活性的影響
        2.2.5 反應時間對催化劑活性的影響
        2.2.6 加氫催化劑性能對比
        2.2.7 催化劑穩(wěn)定性
        2.2.8 底物普適性及煤種適用性
        2.2.9 催化機理分析
    2.3 小結(jié)
第三章 褐煤解聚產(chǎn)物構(gòu)建金屬催化劑
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗試劑
        3.1.2 褐煤釕離子催化氧化解聚
        3.1.3 鋯基解聚產(chǎn)物催化劑制備及催化糠醛加氫反應
        3.1.4 其它金屬基解聚產(chǎn)物催化劑制備及催化相應反應
        3.1.5 解聚產(chǎn)物中不同組分鋯基和銅基催化劑制備
    3.2 褐煤解聚物構(gòu)建鋯基加氫催化劑結(jié)果與討論
        3.2.1 催化劑篩選
        3.2.2 氧化解聚產(chǎn)物表征
        3.2.3 催化劑結(jié)構(gòu)表征
        3.2.4 催化劑用量對活性的影響
        3.2.5 反應溫度對催化劑活性的影響
        3.2.6 反應時間對催化劑活性的影響
        3.2.7 催化劑穩(wěn)定性
        3.2.8 底物拓展
        3.2.9 解聚產(chǎn)物鋯基催化劑與原煤鋯基催化劑比較
    3.3 褐煤解聚物構(gòu)建其它類型催化劑結(jié)果與討論
        3.3.1 褐煤解聚物構(gòu)建銅基氧化催化劑
        3.3.2 褐煤解聚物構(gòu)建鐵基光催化催化劑
    3.4 解聚物組分結(jié)構(gòu)對催化劑性能影響及解聚物利用率分析
        3.4.1 組分結(jié)構(gòu)對催化劑性能影響
        3.4.2 解聚物組分利用率分析
    3.5 小結(jié)
第四章 褐煤氧化解聚產(chǎn)物金屬離子配位分離有機酸
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗試劑與設備
        4.1.2 解聚物模擬母液制備及分析方法建立
        4.1.3 解聚物真實母液制備
        4.1.4 分離操作步驟
    4.2 模擬母液體系分離結(jié)果與討論
        4.2.1 金屬離子種類對模擬母液分離的影響
        4.2.2 金屬離子用量對模擬母液分離的影響
        4.2.3 配位反應溫度對模擬母液分離的影響
        4.2.4 母液pH對模擬母液分離的影響
    4.3 真實母液體系分離結(jié)果與討論
        4.3.1 金屬離子種類對真實母液分離的影響
        4.3.2 其它條件對真實體系分離的影響
        4.3.3 分離中間體的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.4 金屬離子回收利用
    4.4 小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻
致謝
附錄
    附錄A 模擬體系分離HPLC附圖
    附錄B 真實體系分離HPLC附圖
攻讀學位期間研究成果
個人簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]重質(zhì)有機資源熱解過程中的自由基化學[J]. 劉振宇.  北京化工大學學報(自然科學版). 2018(05)
[2]褐煤選擇性氧化制羧基化學品[J]. 楊帆,侯玉翠,任樹行,吳衛(wèi)澤.  中國科學:化學. 2018(06)
[3]內(nèi)蒙勝利褐煤微生物降解工藝條件優(yōu)化[J]. 李建濤,劉向榮,黃璐,楊旭東,李婷.  煤炭技術. 2017(07)
[4]勝利褐煤半焦顯微結(jié)構(gòu)及其燃燒反應性能[J]. 滕英躍,宋銀敏,李陽,智科端,陳琛,趙菊芳,張永強,劉全生.  煤炭學報. 2015(02)
[5]靜電紡絲法制備煤基納米碳纖維及其在超級電容器中的應用[J]. 何一濤,王魯香,賈殿贈,趙洪洋.  高等學�；瘜W學報. 2015(01)
[6]煤炭間接液化:從基礎到工業(yè)化[J]. 相宏偉,楊勇,李永旺.  中國科學:化學. 2014(12)
[7]基于~1H-NMR的勝利褐煤原位低溫干燥過程中弛豫時間及孔結(jié)構(gòu)變化[J]. 滕英躍,廉士俊,宋銀敏,劉全生,余海燕,李陽,智科端,張永強.  煤炭學報. 2014(12)
[8]褐煤氧解制備煤基腐植酸的工藝及產(chǎn)物性質(zhì)[J]. 張水花,李寶才,成飛翔.  湖北農(nóng)業(yè)科學. 2014(21)
[9]勝利褐煤二硫化碳-丙酮萃取物的超臨界醇解物的GC/MS分析[J]. 叢興順,宗志敏,魏賢勇.  吉林化工學院學報. 2014(03)
[10]先鋒褐煤及其熱溶殘煤的過氧化氫氧解[J]. 潘春秀,魏賢勇,李漢青,水恒福,王知彩,祝婉婉,趙智軍,宗志敏.  燃料化學學報. 2013(12)

博士論文
[1]昭通褐煤中有機質(zhì)的分子組成結(jié)構(gòu)特征和溫和轉(zhuǎn)化[D]. 李占庫.中國礦業(yè)大學 2017
[2]褐煤有機質(zhì)組成結(jié)構(gòu)表征和催化加氫裂解反應[D]. 柳方景.中國礦業(yè)大學 2016
[3]褐煤的微生物解聚研究[D]. 姚菁華.中國礦業(yè)大學 2014
[4]煤炭、生物質(zhì)選擇性催化氧化制備化學品的研究[D]. 汪文化.北京化工大學 2013
[5]煤在NaOCl水溶液中的選擇性氧化和產(chǎn)物的精細分離[D]. 宮貴貞.中國礦業(yè)大學 2011
[6]氫氣在煤液化油中的溶解規(guī)律及其在煤高溫快速液化中作用研究[D]. 羅化峰.太原理工大學 2011
[7]錫林浩特和霍林郭勒褐煤的超臨界醇解[D]. 彭耀麗.中國礦業(yè)大學 2009

碩士論文
[1]褐煤兩級氧化制羧基化學品及其結(jié)構(gòu)的基礎研究[D]. 李文彬.北京化工大學 2017
[2]低共熔法分離苯羧酸混合物及分離機理的研究[D]. 姬麗霞.北京化工大學 2017
[3]微波輔助過氧化氫氧化褐煤提取黃腐酸的研究[D]. 鄭紅磊.中國礦業(yè)大學 2016
[4]多種煤堿氧化制備苯羧酸及其產(chǎn)物分離的研究[D]. 吳桐.北京化工大學 2014
[5]褐煤在離子液體體系中熱溶解聚的研究[D]. 張素芳.安徽工業(yè)大學 2014
[6]混合芳香羧酸的分離與精制方法研究[D]. 包秀秀.浙江大學 2014
[7]煙煤氧化及產(chǎn)物煤酸異構(gòu)化制對苯二甲酸研究[D]. 關珺.大連理工大學 2002



本文編號：3734225