發(fā)展綠色可再生能源被認(rèn)為是解決化石資源短缺問題主要方向,利用生物質(zhì)資源制備化學(xué)品或者燃料己經(jīng)成為重要途徑,其中,纖維素由于其產(chǎn)量大、分布廣而受到廣泛關(guān)注。利用催化劑催化轉(zhuǎn)化是實(shí)現(xiàn)纖維素的高效應(yīng)用的重要方法,然而現(xiàn)如今纖維素有效降解的方法都存在一些弊端,因此,尋找一種效率高,反應(yīng)條件溫和,綠色,成本低,可回收利用的催化劑將對纖維素的高效利用和可再生能源發(fā)展具有很大程度的推動作用。金屬有機(jī)骨架(Metal Organic Frameworks,MOFs)材料是一種新型復(fù)合材料,因其具有大的比表面積,結(jié)構(gòu)可調(diào)及豐富的不飽和金屬位點(diǎn)等特點(diǎn)而廣泛運(yùn)用于催化領(lǐng)域。然而MOFs材料不易分散、難回收等問題制約了其實(shí)際使用。本論文在綜合大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,以具有大比表面積,穩(wěn)定的熱化學(xué)性質(zhì)和強(qiáng)大機(jī)械強(qiáng)度的石墨烯為載體,通過原位合成的方法合成了多種MOFs@三維石墨烯(MOFs@3D-rGO)復(fù)合催化材料,并用于高效催化秸稈纖維素降解為小分子酸的反應(yīng)中,主要研究內(nèi)容如下:1.使用一鍋法在3D-rGO基質(zhì)中原位生長MIL-101(Cr),通過控制MIL-101(Cr)與 3D-rGO 的比例合成了 MIL...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 本論文的研究目的、內(nèi)容、意義
        1.2.1 研究目的及主要內(nèi)容
        1.2.2 研究意義及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 文獻(xiàn)綜述
    2.1 生物質(zhì)資源
        2.1.1 生物質(zhì)資源概述
        2.1.2 秸稈生物質(zhì)概述
        2.1.3 秸稈的預(yù)處理方法
    2.2 纖維素的結(jié)構(gòu)及其溶解體系
        2.2.1 纖維素的結(jié)構(gòu)
        2.2.2 纖維素的溶解體系
    2.3 纖維素的轉(zhuǎn)化方法
        2.3.1 物理轉(zhuǎn)化法
        2.3.2 生物轉(zhuǎn)化法
        2.3.3 熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法
    2.4 纖維素轉(zhuǎn)化制取小分子酸的研究
        2.4.1 甲酸
        2.4.2 乙酸與草酸
    2.5 金屬有機(jī)框架材料(MOFs)
        2.5.1 MOFs概述及分類
        2.5.2 MOFs中催化活性位點(diǎn)的引入
        2.5.3 MOFs催化纖維素的研究進(jìn)展
    2.6 石墨烯
        2.6.1 石墨烯與其三維結(jié)構(gòu)的構(gòu)造
        2.6.2 三維石墨烯負(fù)載MOFs作為催化劑的研究進(jìn)展
第三章 實(shí)驗材料與方法
    3.1 實(shí)驗藥品
    3.2 實(shí)驗儀器
    3.3 表征手段
        3.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        3.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)與能量色散X射線光譜分析(EDS)
        3.3.3 場發(fā)射投射電子顯微鏡(TEM)
        3.3.4 熱重分析(TGA)
        3.3.5 X射線光電子能譜分析(XPS)
        3.3.6 傅立葉紅外光譜分析(FT-IR)
        3.3.7 比表面及孔隙度分析(BET)
        3.3.8 拉曼光譜分析(Raman)
        3.3.9 程序升溫化學(xué)吸附儀(TPD)
        3.3.10 高效液相色譜分析(HPLC)
        3.3.11 原子吸收分光光度計分析(AAS)
    3.4 實(shí)驗方法
        3.4.1 秸稈中纖維素的提取及其水溶液的制備
        3.4.2 MIL-101(Cr)@3D-rGO系列材料的制備
        3.4.3 MIL-101(Fe)@3D-rGO系列復(fù)合材料的制備
        3.4.4 纖維素催化轉(zhuǎn)化實(shí)驗
第四章 MIL-101(Cr)@3D-rGO復(fù)合催化劑的制備及其用于秸稈纖維素的催化轉(zhuǎn)化
    4.1 引言
    4.2 催化劑的表征結(jié)果分析
        4.2.1 SEM分析
        4.2.2 XRD分析
        4.2.3 FT-IR分析
        4.2.4 TGA分析
        4.2.5 復(fù)合催化劑的拉曼及NH3-TPD分析
        4.2.6 催化劑的比表面積及孔徑分析
        4.2.7 XPS分析
    4.3 復(fù)合催化劑對秸稈纖維素催化轉(zhuǎn)化為小分子酸的結(jié)果分析
        4.3.1 不同催化劑的催化性能比較
        4.3.2 復(fù)合催化劑在不同降解條件下的催化性能研究
        4.3.3 催化劑的循環(huán)利用性和穩(wěn)定性研究
    4.4 纖維素的催化轉(zhuǎn)化途徑與機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
第五章 MIL-101(Fe)@3D-rGO的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其用于秸稈纖維素的催化轉(zhuǎn)化性能研究
    5.1 引言
    5.2 復(fù)合催化劑的表征結(jié)果分析
        5.2.1 SEM與EDS表征分析
        5.2.2 復(fù)合材料的XRD表征分析
        5.2.3 復(fù)合材料的FT-IR表征分析
        5.2.4 XPS表征分析
        5.2.5 復(fù)合材料的比表面積及孔徑分析
    5.3 功能化復(fù)合催化劑催化轉(zhuǎn)化纖維素為小分子酸的性能對比
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3745586