隨著當(dāng)前環(huán)境污染、溫室效益及能源短缺問(wèn)題的日益加劇,尋找一種清潔的可再生能源迫在眉睫。生物質(zhì)作為地球上唯一可再生的有機(jī)碳源,儲(chǔ)量大、分布廣,具有替代化石能源的潛力。其中,木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)是最豐富的生物質(zhì)資源,主要由纖維素及半纖維素和木質(zhì)素組成,可以分別解聚轉(zhuǎn)化為C5/C6烷烴和單體、二聚體類(lèi)小分子產(chǎn)物作為液態(tài)運(yùn)輸燃料使用,這對(duì)于緩解當(dāng)前的能源危機(jī)具有重大意義。但是纖維素和木質(zhì)素均為天然高分子,具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難溶于水等特點(diǎn),因此它們向液態(tài)燃料的轉(zhuǎn)化面臨著轉(zhuǎn)化條件苛刻、產(chǎn)物復(fù)雜、路徑不明確以及高溫易引起副產(chǎn)物增多和產(chǎn)物再縮聚等難點(diǎn)。本文針對(duì)木質(zhì)素和纖維素各自的特點(diǎn)分別開(kāi)發(fā)出不同的高效催化劑體系,在提高產(chǎn)物產(chǎn)率的基礎(chǔ)上,降低反應(yīng)條件并深入地探究了轉(zhuǎn)化過(guò)程中的機(jī)理作用。根據(jù)以上的研究背景,本文在以纖維素衍生物山梨醇及微晶纖維素和硫酸鹽木質(zhì)素為原料的前提下,采用不同的復(fù)合催化體系展開(kāi)了制備生物質(zhì)液態(tài)燃料的相關(guān)研究工作,具體如下:（1）通過(guò)V修飾的Ir/SiO2催化劑（Ir-VOx/SiO2催化劑）結(jié)合分子篩HZSM-5催化轉(zhuǎn)化纖維素衍生物山梨醇制備C5/C6液態(tài)烷烴燃料,探究其催化轉(zhuǎn)化山梨醇的... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１木質(zhì)纖維素生物質(zhì)結(jié)構(gòu)ｗ??

?第１章緒?論???ＨＯ?入一＊??Ｏｔｔ－－＇?〇Ｈ?．．．、；；＾Ｈ?．．．．．．．．．．?．．．?ＯＨ?？■？＂＇?＇〇Ｈ、－－；ＰＨ??／〇Ｈ＇．（．、（?Ｈ．、；、．■ＯＨ??ｖ?Ｖ?）??ｃｅｌｌｏｂｉｏｓｅ?ｕｎｉｔ??圖１．２包含大量氫鍵網(wǎng)絡(luò)的纖維素結(jié)構(gòu)ｎ??ＯＨ??＾?ＨＯ?一?Ｖ＇ｄ，??９Ｈ?９Ｈ?０Ｈ??八八人?ＯＨ厶?〇Ｈ?、、??ＨＯ?Ｙ?ｒ?Ａｙ?Ｇｌｕｃｏｓｅ?ＨＯＨ２Ｃｖ?，〇ｖ?ＣＨＯ??＾Ｈ〇Ｈ?Ｗ??Ｓｏｒｂｉｔｏｌ?Ｖ＼?Ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ?Ｓ＼＾Ｘ?５－ｈｙｄｒｃｘｙｍｅｔｈｙｌｆｕｒｆｕｒａｌ??＼?嚴(yán)?〇Ｈ?Ｘ?（ＨＭＦ，??ＯＨ??－?〇Ｈ?ｎ?．??ｒ?Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?２?０＾３５－??Ｕｌｃｏｈｏｌ＾ｓ??ＯＨ?ｆ?ＱＨ?ＯＨ??Ｅｔｈｙｌｅｎｅ?ｇｌｙｃｏｌ?ｗｔｖ?＇?ｋ?＾?０?，、一，、、Ｚ、、，０Ｈ??ＨＯ?ＯＨ?Ｈ〇？〇＼Ｘ＾〇？?Ｈ〇?＇Ｉ?ｌＨ?〇??＼—Ｌ、、?ＯＨ?ｃｈ２ｃｈ３?ｏｈ?ｏｈ?ｏ??Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ?ｇｌｙｃｏｉ?Ａｌｋｙｌ?ｇｌｕｃｏｓｉｄｅｓ?Ｇｌｕｃｏｎｉｃ?ａｃｉｄ??圖１．３纖維素衍生物ｎ??１．２．?２木質(zhì)素??如圖１．４所示為木質(zhì)素的基本單元，它是由芥子醇（Ｓ）、松柏醇（Ｇ）和香??豆醇（Ｈ）三種基本苯丙烷醇通過(guò)醚鍵和Ｃ－Ｃ鍵（如圖１．５）形成的三維天然高??分子聚合物，其中醚鍵約占２／３，其余為Ｃ－Ｃ鍵；也正是由于木質(zhì)素的三維網(wǎng)狀??結(jié)構(gòu)，使其具有硬度高、不溶性水、降解難度大和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。相對(duì)于??纖維素和半纖維素，木

?第１章緒?論???Ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ??Ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ??Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?????＇?＞?Ｉｒ－Ｒｅ０ｘ／Ｓｉ０２＋ＨＺＳＭ－５??＾°Ｙ＾Ｈ＋Ｈ２ｌｌｙｄｒ〇ｇｅｎａｌ，〇ｎ?６ｈＸ?．ＩＭＩｙｄｒｕｇｃｎｏｌｙｓｉｓ?＾??〇Ｈ?、ｈ?ｒ?，?？?Ｗ－ｌｌｃｘ３ｎｅ??Ｇｌｕｃｏｓｅ?Ｓｏｒｂｉｔｏｌ??圖１．６?Ｔｏｍｉｓｈｉｇｅ團(tuán)隊(duì)提出的纖維素在Ｉｒ－ＲｅＣＫ／ＳｉＣｈ和ＨＺＳＭ－５上轉(zhuǎn)化的反應(yīng)路徑ｄ??（２）山梨醇向Ｃ５／Ｃ６烷烴的轉(zhuǎn)化??威斯康辛大學(xué)的Ｄｕｍｅｓｉｃ等人首先對(duì)山梨醇水相重整為烷烴進(jìn)行了研??究并提出了山梨醇向烷烴轉(zhuǎn)化的路徑，如圖１．７?（ａ）所示。在水－氣交換反應(yīng)和??Ｃ－Ｃ鍵斷裂過(guò)程中會(huì)在金屬位上產(chǎn)生氫氣；一些山梨醇脫水物例如異山梨醇或烯??醇式的環(huán)狀化合物則在酸性位上生成１５１］，這些山梨醇脫水形成的化合物繼續(xù)轉(zhuǎn)移??至金屬活性位上加氫，在氫氣氛圍中重復(fù)地環(huán)化脫水和加氫形成長(zhǎng)鏈己烷。與脫??水反應(yīng)中間體的氫化相比，一些副產(chǎn)物如輕質(zhì)烷烴的形成通過(guò)Ｃ－Ｃ鍵的快速斷??裂而產(chǎn)生，更輕的烷烴還可以由生成的Ｃ０／Ｃ０２加氫形成。Ｄｕｍｅｓｉｃ團(tuán)隊(duì)認(rèn)為通??過(guò)水相重整生成各種烷烴的選擇性在于Ｃ－Ｃ鍵的裂解、脫水和加氫反應(yīng)的速率，??因此，可以通過(guò)改變催化劑組成，反應(yīng)條件和反應(yīng)器設(shè)計(jì)來(lái)改變生成烷烴的選擇??性。此外，如圖１．７?（ｂ）所示，Ｍｕｒａｔａ等人認(rèn)為生成的山梨醇在ＲｅＯｘ上進(jìn)行??脫氧脫水生成己三烯，然后通過(guò)Ｐｔ對(duì)己三烯進(jìn)行加氫生成Ｃ６烷烴。同時(shí)，根據(jù)??Ｈｕｂｅｉ？等人的研究１３５］，山梨醇在向烷烴轉(zhuǎn)化的過(guò)程中易形成含四氫呋喃環(huán)或

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]碳基固體酸催化生物質(zhì)制取糠醛、5-羥甲基糠醛的研究[D]. 張聽(tīng)偉.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019



本文編號(hào)：2954006