生物質(zhì)基草酸二甲酯和丁二酸酐催化轉(zhuǎn)化及其機(jī)理的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-21 02:31
化石燃料的開發(fā)使用推進(jìn)了社會(huì)的工業(yè)化和現(xiàn)代化發(fā)展,但同時(shí)也造成了能源枯竭和環(huán)境污染等問題。近年來(lái),生物質(zhì)作為一種重要的可再生資源,因其資源豐富、碳中性、低污染等特點(diǎn)而備受關(guān)注,其資源化利用成為實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的新機(jī)遇。傳統(tǒng)的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化方法通常存在污染高,效率低等缺點(diǎn),因此開發(fā)新的生物質(zhì)及其衍生物轉(zhuǎn)化方法具有重要的研究意義。本文進(jìn)行了以生物質(zhì)衍生物為原料,將其高效轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品的研究,以期為生物質(zhì)資源化提供一條新思路。研究?jī)?nèi)容主要分為兩個(gè)部分,第一部分為水熱催化氫化生物質(zhì)基草酸二甲酯產(chǎn)乙二醇的研究(見第二章);第二部分為催化轉(zhuǎn)化生物質(zhì)基丁二酸酐產(chǎn)γ-丁內(nèi)酯和琥珀酰亞胺的研究(見第三、第四章)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:第二章研究了水熱條件下以廉價(jià)易得的金屬為還原劑,以常見過渡金屬及金屬氧化物為催化劑,生物質(zhì)基草酸二甲酯合成乙二醇。通過考察催化劑和還原劑的用量、反應(yīng)溫度、時(shí)間及壓力等,確定了最佳反應(yīng)條件。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用7 mmol Cu2O為催化劑,30 mmol Zn為還原劑,在250 oC,2 h,30%填充率的條件下,乙二醇的收率達(dá)到...
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
近兩年新能源利用情況
生物柴油的全球生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到 2910 萬(wàn)噸。綜上所述,生物質(zhì)在未來(lái)世界能源環(huán)境領(lǐng)域發(fā)展空間巨大,將成為世界能源的重要組成部分。圖1-3 近幾年全球生物質(zhì)柴油產(chǎn)量Fig. 1-3 Global output of bio-fuels in recent years.1.2 生物質(zhì)及其資源化研究概述目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于生物質(zhì)資源化的研究很多,其中如何將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化利用是研究的重點(diǎn)。生物質(zhì)資源化處理的方法大致可分為五類(見圖 1-5)。第一類:燃燒法,由于其低的資源利用率和惡劣的環(huán)境效應(yīng),基本被淘汰;第二類:熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法,通過將生物質(zhì)加熱處理,將其制成高附加值的化學(xué)品或燃料[8, 9];第三類:生物化學(xué)法,在酶或者微生物的作用下將生物質(zhì)發(fā)酵水解;第四類:化學(xué)法,
實(shí)驗(yàn)采用草酸二甲酯(≥ 98%,Aladdin Chemistry Co. Ltd)作為原料,乙二醇(,TCI Chemistry Co. Ltd)和乙醇酸甲酯(≥98%,Sigma-Aldrich Co. LLC)作外標(biāo)分析,鋅、鐵、鋁、鎂作為還原劑,鎳、錳、鈷、氧化銅、氧化鋁、氧化亞銅氧化二鐵、二氧化硅為催化劑。所有催化劑與還原劑為 200 目固體粉末,購(gòu)國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。實(shí)驗(yàn)中使用去離子水為反應(yīng)溶劑,實(shí)驗(yàn)藥品購(gòu)直接使用。.2 實(shí)驗(yàn)裝置反應(yīng)裝置為密閉的不銹鋼反應(yīng)釜,內(nèi)置特氟龍內(nèi)襯(聚四氟乙烯,容積 30 m于反應(yīng)物的盛放(圖 2-2)。因?yàn)樵谒疅岱磻?yīng)中,可能存在器壁組分在水熱條溶出的現(xiàn)象,采用 Telfon 材料的反應(yīng)器可避免干擾。反應(yīng)采用烘箱進(jìn)行加熱(3)。此反應(yīng)器在加熱過程中,內(nèi)部溫度升至反應(yīng)設(shè)定溫度的時(shí)間大約需要 30
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“用煤代替石油乙烯合成乙二醇”的技術(shù)進(jìn)步[J]. 陳貽盾,李國(guó)方. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[2]我國(guó)能源現(xiàn)狀及某些重要戰(zhàn)略對(duì)策[J]. 倪維斗,陳貞,李政. 中國(guó)能源. 2008(12)
[3]CO2加H2制甲醇技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 徐顯明. 化工科技市場(chǎng). 2008(12)
[4]γ-丁內(nèi)酯的生產(chǎn)方法及其應(yīng)用綜述[J]. 邱婭男. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2008(34)
[5]生物質(zhì)能利用技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 馬志剛,吳樹志,白云峰. 能源工程. 2008(05)
[6]淺析我國(guó)能源消費(fèi)現(xiàn)狀[J]. 史盼旭,李旭. 消費(fèi)導(dǎo)刊. 2008(18)
[7]生物質(zhì)熱解技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉康,賈青竹,王昶. 化學(xué)工業(yè)與工程. 2008(05)
[8]Cr-Cu/SiO2 催化劑上順酐和1,4-丁二醇的耦合反應(yīng)[J]. 沈偉,潘超,楊新艷,徐華龍. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2008(11)
[9]國(guó)內(nèi)外乙二醇的市場(chǎng)分析(一)[J]. 崔小明. 精細(xì)與專用化學(xué)品. 2007(23)
[10]Cu-Zn-Ti催化劑上順酐氣相催化加氫制備γ-丁內(nèi)酯[J]. 胡童杰,張瑞超,沈玉堂,殷恒波,姜廷順,張錫鳳. 工業(yè)催化. 2006(09)
碩士論文
[1]生物質(zhì)熱解提質(zhì)液體燃料綜合評(píng)價(jià)研究[D]. 魯梨.浙江大學(xué) 2015
本文編號(hào):3043714
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
近兩年新能源利用情況
生物柴油的全球生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到 2910 萬(wàn)噸。綜上所述,生物質(zhì)在未來(lái)世界能源環(huán)境領(lǐng)域發(fā)展空間巨大,將成為世界能源的重要組成部分。圖1-3 近幾年全球生物質(zhì)柴油產(chǎn)量Fig. 1-3 Global output of bio-fuels in recent years.1.2 生物質(zhì)及其資源化研究概述目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于生物質(zhì)資源化的研究很多,其中如何將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化利用是研究的重點(diǎn)。生物質(zhì)資源化處理的方法大致可分為五類(見圖 1-5)。第一類:燃燒法,由于其低的資源利用率和惡劣的環(huán)境效應(yīng),基本被淘汰;第二類:熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法,通過將生物質(zhì)加熱處理,將其制成高附加值的化學(xué)品或燃料[8, 9];第三類:生物化學(xué)法,在酶或者微生物的作用下將生物質(zhì)發(fā)酵水解;第四類:化學(xué)法,
實(shí)驗(yàn)采用草酸二甲酯(≥ 98%,Aladdin Chemistry Co. Ltd)作為原料,乙二醇(,TCI Chemistry Co. Ltd)和乙醇酸甲酯(≥98%,Sigma-Aldrich Co. LLC)作外標(biāo)分析,鋅、鐵、鋁、鎂作為還原劑,鎳、錳、鈷、氧化銅、氧化鋁、氧化亞銅氧化二鐵、二氧化硅為催化劑。所有催化劑與還原劑為 200 目固體粉末,購(gòu)國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。實(shí)驗(yàn)中使用去離子水為反應(yīng)溶劑,實(shí)驗(yàn)藥品購(gòu)直接使用。.2 實(shí)驗(yàn)裝置反應(yīng)裝置為密閉的不銹鋼反應(yīng)釜,內(nèi)置特氟龍內(nèi)襯(聚四氟乙烯,容積 30 m于反應(yīng)物的盛放(圖 2-2)。因?yàn)樵谒疅岱磻?yīng)中,可能存在器壁組分在水熱條溶出的現(xiàn)象,采用 Telfon 材料的反應(yīng)器可避免干擾。反應(yīng)采用烘箱進(jìn)行加熱(3)。此反應(yīng)器在加熱過程中,內(nèi)部溫度升至反應(yīng)設(shè)定溫度的時(shí)間大約需要 30
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“用煤代替石油乙烯合成乙二醇”的技術(shù)進(jìn)步[J]. 陳貽盾,李國(guó)方. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)
[2]我國(guó)能源現(xiàn)狀及某些重要戰(zhàn)略對(duì)策[J]. 倪維斗,陳貞,李政. 中國(guó)能源. 2008(12)
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[4]γ-丁內(nèi)酯的生產(chǎn)方法及其應(yīng)用綜述[J]. 邱婭男. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì). 2008(34)
[5]生物質(zhì)能利用技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 馬志剛,吳樹志,白云峰. 能源工程. 2008(05)
[6]淺析我國(guó)能源消費(fèi)現(xiàn)狀[J]. 史盼旭,李旭. 消費(fèi)導(dǎo)刊. 2008(18)
[7]生物質(zhì)熱解技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉康,賈青竹,王昶. 化學(xué)工業(yè)與工程. 2008(05)
[8]Cr-Cu/SiO2 催化劑上順酐和1,4-丁二醇的耦合反應(yīng)[J]. 沈偉,潘超,楊新艷,徐華龍. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2008(11)
[9]國(guó)內(nèi)外乙二醇的市場(chǎng)分析(一)[J]. 崔小明. 精細(xì)與專用化學(xué)品. 2007(23)
[10]Cu-Zn-Ti催化劑上順酐氣相催化加氫制備γ-丁內(nèi)酯[J]. 胡童杰,張瑞超,沈玉堂,殷恒波,姜廷順,張錫鳳. 工業(yè)催化. 2006(09)
碩士論文
[1]生物質(zhì)熱解提質(zhì)液體燃料綜合評(píng)價(jià)研究[D]. 魯梨.浙江大學(xué) 2015
本文編號(hào):3043714
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