戊酸电催化合成燃料及其化学品
发布时间：2020-03-25 03:04
【摘要】：生物质能源作为最丰富的可再生资源之一,以其制备清洁、可再生的燃料和化学品成为目前的研究热点。电化学方法符合绿色化学原则,用这种方法转化生物质清洁、高效。因此,本研究采用不同的电极和电解体系对戊酸电催化合成燃料和化学品进行了研究,并探究了电催化反应的机理。首先,采用BDD电极在甲醇中,电催化戊酸脱氧生成甲基醚/甲基缩醛,总选择性可到达90%以上。优化了电解工艺条件,即进料浓度VA=1.0 M、KOH作为支持电解质、VA:KOH=5:5(mol/mol)、电位3.5 V vs.Ag/AgCl,总选择性可达98.7%,法拉第效率可达58%。采用NaClO_4作为支持电解质或加入过量的碱,可调控产物分布变为酯。同时,结合GC-MS分析建立了BDD电极电催化戊酸的反应机理。其次,采用电沉积方法合成了不同形貌纳米Pt电催化剂,在水相体系中电催化戊酸生成辛烷。在优化条件下,电解水被抑制,使用纯Pt电极时辛烷选择性可达57.18%,法拉第效率达54.74%。同时,确定纳米Pt电催化戊酸的活性与其晶面的依赖性为:短程(100)Pt(110)长程(100)。最后,在纳米Pt粒子的基础上采用电沉积法制备Pt-Ir粒子,在水相体系下探究了添加Ir对戊酸电催化合成辛烷的作用。通过调节沉积上限获得了金属态和氧化态两种不同状态的Ir。实验结果表明金属态Ir有较好的催化活性,Ir的引入有利于提高纳米Pt的电化学活性,但负载过量的Ir会降低电催化剂活性。
【图文】：
图 1-1 乙酰丙酸衍生燃料和化学品总结[33]Figure 1-1 Summary of the laevulic acid-derived fuels and chemicals同时，电化学方法被用来转化生物质制备多种不同的燃料和化学品[29-45]。目前，通过电化学转化生物质的方法主要由电化学氧化法，电化学还原法或这两者结合转化，开发利用的生物质主要涉及到乙酰丙酸（laevulic acid，LA）类和糠醛类两种。其中，乙酰丙酸作用十二种平台化合物之一更是收到广泛关注，其下游产品如戊酸（valeric acid，VA），γ-戊内酯（γ-gVL），戊酸酯类都是有高附加值的燃料或化学品。dos Santos 等人[32,33]在水相中采用 Pb 电极，通过两步法将生物质基 LA 转化为辛烷（Octane，C8），在该工艺中，LA 首先经电化学还原脱掉羰基生成 VA，然后经过 Koble 反应可生成辛烷，以乙酰丙酸为原料电化学合成的路线，如图 1-1 所示。Xin 等人[34,35]通过调控电解液的 pH，电化学还原LA 生成 VA 或γ-gVL，其选择性高达 90％以上。最近，，Urban 和 dos Santos 的团队结合微生物反应器和渗透萃取装置，由乙酰丙酸出发合成了多种燃料或化学品[36]。Wu 等人[37]利用乙酰丙酸的下游产物 2，7-辛二酮（一种新的 C8 平台化合物），
天津大学硕士学位论文此外，许多学者[39-45]以糠醛类（或呋喃类）化合物为模型化合物，如糠醛（FUR），四氢呋喃（THF），5-羟甲基糠醛（HMF）等，开发了糠醛类的多种化学品，如图 1-2 所示。 Schro der小组[40]报道了利用糠醛类的平台分子 FUR 和HMF 电化学合成出 2-甲基T侧
本文编号：2599290
【图文】：
图 1-1 乙酰丙酸衍生燃料和化学品总结[33]Figure 1-1 Summary of the laevulic acid-derived fuels and chemicals同时，电化学方法被用来转化生物质制备多种不同的燃料和化学品[29-45]。目前，通过电化学转化生物质的方法主要由电化学氧化法，电化学还原法或这两者结合转化，开发利用的生物质主要涉及到乙酰丙酸（laevulic acid，LA）类和糠醛类两种。其中，乙酰丙酸作用十二种平台化合物之一更是收到广泛关注，其下游产品如戊酸（valeric acid，VA），γ-戊内酯（γ-gVL），戊酸酯类都是有高附加值的燃料或化学品。dos Santos 等人[32,33]在水相中采用 Pb 电极，通过两步法将生物质基 LA 转化为辛烷（Octane，C8），在该工艺中，LA 首先经电化学还原脱掉羰基生成 VA，然后经过 Koble 反应可生成辛烷，以乙酰丙酸为原料电化学合成的路线，如图 1-1 所示。Xin 等人[34,35]通过调控电解液的 pH，电化学还原LA 生成 VA 或γ-gVL，其选择性高达 90％以上。最近，，Urban 和 dos Santos 的团队结合微生物反应器和渗透萃取装置，由乙酰丙酸出发合成了多种燃料或化学品[36]。Wu 等人[37]利用乙酰丙酸的下游产物 2，7-辛二酮（一种新的 C8 平台化合物），
天津大学硕士学位论文此外，许多学者[39-45]以糠醛类（或呋喃类）化合物为模型化合物，如糠醛（FUR），四氢呋喃（THF），5-羟甲基糠醛（HMF）等，开发了糠醛类的多种化学品，如图 1-2 所示。 Schro der小组[40]报道了利用糠醛类的平台分子 FUR 和HMF 电化学合成出 2-甲基T侧
本文编号：2599290
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