生物質(zhì)是自然界中儲存最豐富且廉價的可再生有機碳資源。γ-戊內(nèi)酯（GVL）作為一種重要的生物質(zhì)衍生化合物,在燃料、化工、食品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用,是公認(rèn)的基礎(chǔ)化工原料替代品之一。探索出綠色、經(jīng)濟、高效的GVL合成路線是目前生物質(zhì)資源利用領(lǐng)域研究的熱點問題。本文為乙酰丙酸乙酯及糠醇合成GVL設(shè)計并制備了高效的鎳基催化劑和酸催化劑,研究了金屬-酸、雙酸催化劑在反應(yīng)中的催化反應(yīng)規(guī)律,主要研究內(nèi)容如下:（1）以檸檬酸為還原劑,硝酸鎳為鎳源,采用固相研磨-原位還原法制備出一系列不同檸檬酸和硝酸鎳摩爾比（C6H8O7/Ni）的無載體磁性介孔Ni-X催化劑。改變檸檬酸用量可以改變檸檬酸鎳前驅(qū)體還原程度,并調(diào)節(jié)Ni-X催化劑的孔結(jié)構(gòu)及Ni O含量。C6H8O7/Ni摩爾比為1.2:1的Ni催化劑（Ni-1.2）在乙酰丙酸乙酯（EL）轉(zhuǎn)移加氫合成GVL反應(yīng)中具有最高的催化活性。最優(yōu)反應(yīng)條件下,EL完全轉(zhuǎn)化,GVL的選擇性可達(dá)99.1%。表征結(jié)果表明,Ni-1.2的優(yōu)異催化性能可歸因于:Ni-1.2均一的介孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積,降低了反應(yīng)分子的擴散阻力,使得Ni活性中心得以充分利用;催化劑表面少量Ni O... 

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 γ-戊內(nèi)酯的簡介
        1.2.1 γ-戊內(nèi)酯的結(jié)構(gòu)與基本性質(zhì)
        1.2.2 γ-戊內(nèi)酯的應(yīng)用
    1.3 生物質(zhì)衍生物合成γ-戊內(nèi)酯的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 生物質(zhì)資源及其在能源領(lǐng)域的應(yīng)用簡介
        1.3.2 生物質(zhì)合成γ-戊內(nèi)酯的路線分析
        1.3.3 纖維素、半纖維素轉(zhuǎn)化為γ-戊內(nèi)酯
        1.3.4 糖類轉(zhuǎn)化為γ-戊內(nèi)酯
        1.3.5 糠醛、糠醇轉(zhuǎn)化為γ-戊內(nèi)酯
        1.3.6 乙酰丙酸(酯)轉(zhuǎn)化為γ-戊內(nèi)酯
    1.4 選題的意義、創(chuàng)新點及研究內(nèi)容
        1.4.1 選題的意義與創(chuàng)新點
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 無載體介孔Ni催化乙酰丙酸乙酯合成γ-戊內(nèi)酯
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑及儀器
        2.2.2 催化劑的制備
        2.2.3 催化劑的表征
        2.2.4 催化劑的活性評價
        2.2.5 產(chǎn)物定性及定量分析
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 催化劑的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 還原劑對催化劑性能的影響
        2.3.3 檸檬酸用量對催化劑性能的影響
        2.3.4 催化劑用量對反應(yīng)的影響
        2.3.5 反應(yīng)溫度對反應(yīng)的影響
        2.3.6 反應(yīng)時間對反應(yīng)的影響
        2.3.7 不同醇源對反應(yīng)的影響
        2.3.8 底物適用性考察
        2.3.9 催化劑的重復(fù)使用性能
        2.3.10 酸中心作用及協(xié)同機理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 Ni/E-cat協(xié)同催化乙酰丙酸乙酯合成γ-戊內(nèi)酯
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑及儀器
        3.2.2 催化劑的制備
        3.2.3 催化劑的表征
        3.2.4 催化劑的活性評價
        3.2.5 產(chǎn)物定性及定量分析
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 催化劑的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 FCC平衡劑(E-cat)的催化性能
        3.3.3 不同鎳負(fù)載量的w-Ni/E-cats的催化性能
        3.3.4 催化劑用量對反應(yīng)的影響
        3.3.5 反應(yīng)溫度和時間對反應(yīng)的影響
        3.3.6 底物與溶劑的擴展
        3.3.7 協(xié)同催化機理及反應(yīng)路徑探究
        3.3.8 催化劑的重復(fù)使用性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Zr-P/TS催化糠醇一鍋法轉(zhuǎn)化為乙酰丙酸酯和 GVL
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑及儀器
        4.2.2 催化劑的制備
        4.2.3 催化劑的表征
        4.2.4 催化劑的活性評價
        4.2.5 產(chǎn)物定性及定量分析
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 催化劑的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 不同溫度下TS-1的催化性能
        4.3.3 TS-1負(fù)載磷鎢酸對反應(yīng)的影響
        4.3.4 TS-1負(fù)載氧化鋯對反應(yīng)的影響
        4.3.5 雙功能Zr-P/TS-1催化劑的催化性能
        4.3.6 反應(yīng)因素的考察
        4.3.7 催化劑的重復(fù)使用性能
        4.3.8 反應(yīng)路線及機理的探究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]In situ synthesis of biomass-derived Ni/C catalyst by self-reduction for the hydrogenation of levulinic acid to γ-valerolactone[J]. Shuqi Fang,Zhibing Cui,Yuting Zhu,Chenguang Wang,Jing Bai,Xinghua Zhang,Ying Xu,Qiying Liu,Lungang Chen,Qi Zhang,Longlong Ma.  Journal of Energy Chemistry. 2019(10)
[2]廢FCC催化劑復(fù)活再生及結(jié)構(gòu)變化研究[J]. 盧國儉,劉培,朱英杰,鄒翔.  稀有金屬. 2016(12)
[3]我國生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀及分析[J]. 紀(jì)道玉.  化工設(shè)計通訊. 2016(04)
[4]生物質(zhì)能分布式利用發(fā)展趨勢分析[J]. 吳創(chuàng)之,陰秀麗,劉華財,陳勇.  中國科學(xué)院院刊. 2016(02)
[5]生物質(zhì)轉(zhuǎn)化合成新能源化學(xué)品乙酰丙酸酯[J]. 彭林才,林鹿,李輝.  化學(xué)進展. 2012(05)
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本文編號：3698641