高水热稳定性催化材料的制备及催化活性评价的研究
本文关键词：高水热稳定性催化材料的制备及催化活性评价的研究 出处：《石河子大学》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
更多相关文章： SBA-15 水热稳定性 金属掺杂 硅烷基化 水热液化
【摘要】：化石资源的逐渐枯竭及其开发和使用对环境的严重破坏性导致寻求可再生能源成为全球的一大主题,生物能源的概念就是在这样的背景下被提出来的。由于具有光合作用强和生长周期短等优势,以微藻生物质为原料制备生物燃油成为目前关注的重点方向。而由于微藻一般含水量较大,水热液化是微藻制备液体燃料油最有前景的方法。当然开发此过程的催化剂成为工作重点,但是由于高温下水对催化剂的破坏作用明显,因此催化剂开发过程中除了考虑催化性能,还需要重点考虑水热稳定性。同时,介孔材料在孔径等方面的优势,给了研究者们将其应用于催化生物质转化的想象空间,但现有介孔材料水热稳定性不足却制约了其应用。在这样的背景下,本课题旨在开发出新的具有高水热稳定性的介孔材料作为催化剂或催化剂载体应用于高温高压水相中高效催化微藻水热液化。课题选取介孔材料中水热稳定性相对较好的SBA-15作为介孔材料的研究对象,分别采用金属杂原子掺杂,表面硅烷基化嫁接改性,金属掺杂、表面硅烷基化嫁接共同改性三种不同方法对SBA-15进行改良,再通过将改性SBA-15在高温下(513 K以上)水热处理和实际应用于催化杜氏盐藻水热液化来评价所得介孔材料的水热稳定性及催化活性。研究结果表明,选取适当的金属杂原子掺杂和合适的硅烷基化试剂嫁接都能显著提升介孔材料的水热稳定性,硅烷基化改性SBA-15在促进糖类转化为5-羟甲基糠醛及其衍生物方面催化性能明显,并且有利于生物油中氮含量的降低。取得的主要研究结论有:(1)含氢硅烷嫁接到分子筛上后,能够改善介孔分子筛的水热稳定性,但要获得水热稳定性显著提高的改性介孔分子筛,含氢硅烷种类的选取很重要;(2)硅烷基化改性SBA-15在促进糖类转化为5-羟甲基糠醛及其衍生物方面催化性能明显,并且有利于生物油中氮含量的降低,提高生物油品质;(3)金属掺杂能够有效改善介孔分子筛的水热稳定性,但要获得水热稳定性显著提高的改性介孔分子筛,金属种类和含量是重要的控制因素;(4)表面羟基的存在是导致介孔材料水热稳定性差的重要因素,减少表面羟基的数量而改变介孔材料的亲水性能有效的改善介孔材料的水热稳定性;(5)金属掺杂、硅烷基化共同改性SBA-15在提升介孔材料在高温下的水热稳定性方面表现优异,硅烷基化基团的引入能够克服金属杂原子掺杂改性SBA-15催化性能不佳的缺点。
[Abstract]:The research results show that the catalytic performance of SBA - 15 can improve the hydrothermal stability of mesoporous materials .
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
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，本文编号：1359879
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