金属磷酸盐的可控制备及其催化应用
发布时间：2021-11-26 20:34
利用生物质替代化石能源合成大宗化学品和精细化学品是实现人类社会可持续发展的有效途径之一,传统生物质转化使用无机酸作为催化剂,不符合绿色化学的发展趋势。金属磷酸盐固体酸是替代传统液体酸的理想催化材料,但常规制备方法得到的金属磷酸盐存在着酸性弱、酸量低、热稳定性不佳等缺点,限制了其工业化应用。因此,在生物质高效催化转化合成高附加值化学品领域,制备兼具强酸性、高比表面积、规则孔道结构以及高热稳定性的新型金属磷酸盐固体酸催化剂已成为当前研究的热点。本论文通过对金属磷酸盐的可控制备,合成出具有介孔结构的磷酸锆和磷酸铌催化剂,考察了其催化纤维素水解（液相介质中固-固反应）及山梨醇脱水（液相介质中液-固反应）反应性能,进而探讨了反应体系中的反应路径和反应机理。首先,采用溶胶-凝胶法实现了金属磷酸盐的可控制备。通过优化合成参数从热力学和动力学角度探讨了凝胶形成的必要条件,通过投料摩尔比、模板剂成分及比例、金属元素的调变等参数变化实现了金属磷酸盐的可控制备,利用XRD、SEM、TEM、BET、NH3-TPD、py-FTIR等手段对催化剂进行了表征,并以纤维素水解制备葡萄糖为探针反应揭示了催化剂结构与催化...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２纤维素制备异山梨醇的反应路径??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｏｆ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｔｏ?ｐｒｏｄｕｃｅ?ｉｓｏｓｏｒｂｉｄｅ．??、，
＝零??图１．２纤维素制备异山梨醇的反应路径??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｏｆ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｔｏ?ｐｒｏｄｕｃｅ?ｉｓｏｓｏｒｂｉｄｅ．??纤维素结构致密、不溶于水以及富含氢键的特性使其在温和条件下很难解聚，高温??水溶液（＞２００°Ｃ）和金属催化剂有利于纤维素转化，高温水溶液自解离以及氢在金属活性??位上异裂生成的“ｉｎ－ｓｉｔｕ?ｍｏｂｉｌｅ?Ｈ＋”能够促进纤维素中（ｉ－ｌ，４－糖苷键的质子化及其断裂??生成可溶性低聚糖或葡萄糖，可溶性低聚糖与不溶性的纤维素相比更容易克服空间位阻??与固体催化剂上的酸性位作用从而解聚生成葡萄糖。??葡萄糖加氢过程需要金属催化剂的催化作用，目前应用较为广泛的是改性Ｒａｎｅｙ镍??和Ｒｕ／Ｃ催化剂，改性Ｒａｎｅｙ镍需要在弱碱性条件下反应，且反应温度较高，而Ｒｕ／Ｃ催??化剂可以在弱酸性条件下进行，避免了葡萄糖缩聚反应和异构化反应的发生，且有逐渐??替代改性Ｒａｎｅｙ镍的趋势。??山梨醇脱水也需要高温水溶液（２００°Ｃ左右）和金属催化剂的作用
这种独特的结构特性决定了它的性质非常稳定，在温和条件下难以水解，也很难与酶和??其他物质反应［１６，｜７］？??图１．３纤维素的分子链结构示意图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ．??根据纤维素内部结晶度的不同，可以分为结晶区以及无定形区，按照结晶区的晶体??结构不同又可分为Ｉａ、Ｉｐ、丨丨、Ｉｌｉａ、１１１卩、ＩＶａ、ＩＶｐ等多种结构，目前研究的热点主要??集中于Ｉｐ和ＩＩ型纤维素。ｌａ型主要存在于一些藻类和细菌纤维中，Ｉ（ｉ型主要存在于??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]国际生物质能可持续发展政策及对中国的启示[J]. 常世彦,康利平. 农业工程学报. 2017(11)
[2]固体酸催化纤维素水解转化葡萄糖的研究进展[J]. 赵博,胡尚连,龚道勇,李会萍. 化工进展. 2017(02)
[3]生物质固体能源产业政策发展分析[J]. 谢小天,张培栋,杨艳丽. 资源开发与市场. 2016(10)
[4]生物质发电中农户秸秆供应成本敏感性分析[J]. 翟明岭,张旭,程飞,赵浩亮,苏醒. 动力工程学报. 2016(07)
[5]基于资源密度的作物秸秆资源化利用潜力测算与市场评估[J]. 崔蜜蜜,蒋琳莉,颜廷武. 中国农业大学学报. 2016(06)
[6]转基因食品标识的争论及得失利弊的分析与研究[J]. 高炜,罗云波. 中国食品学报. 2016(01)
[7]生物塑料发展现状及前景[J]. 高茜斐. 广东化工. 2015(15)
[8]生物医药产业共性技术路线图研究[J]. 贺正楚,张蜜,陈一鸣,邓小云. 中国软科学. 2012(07)
[9]木质纤维素新型预处理与顽抗特性[J]. 崔美,黄仁亮,苏荣欣,齐崴,张毅民,何志敏. 化工学报. 2012(03)
[10]异山梨醇的制备及应用研究进展[J]. 朱虹,李春虎,牟新东. 现代化工. 2011(S1)
博士论文
[1]基于N-烷基吡啶和1，3-二烷基咪唑类离子液体为溶剂和模板剂的金属磷酸盐的离子热合成、结构与表征[D]. 冯静东.东北师范大学 2010
[2]稀反应体系下开放骨架结构的磷酸镓（亚磷酸镓）微孔晶体的水热合成研究[D]. 杨玉林.吉林大学 2004
本文编号：3520878
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２纤维素制备异山梨醇的反应路径??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｏｆ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｔｏ?ｐｒｏｄｕｃｅ?ｉｓｏｓｏｒｂｉｄｅ．??、，
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这种独特的结构特性决定了它的性质非常稳定，在温和条件下难以水解，也很难与酶和??其他物质反应［１６，｜７］？??图１．３纤维素的分子链结构示意图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ．??根据纤维素内部结晶度的不同，可以分为结晶区以及无定形区，按照结晶区的晶体??结构不同又可分为Ｉａ、Ｉｐ、丨丨、Ｉｌｉａ、１１１卩、ＩＶａ、ＩＶｐ等多种结构，目前研究的热点主要??集中于Ｉｐ和ＩＩ型纤维素。ｌａ型主要存在于一些藻类和细菌纤维中，Ｉ（ｉ型主要存在于??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]国际生物质能可持续发展政策及对中国的启示[J]. 常世彦,康利平. 农业工程学报. 2017(11)
[2]固体酸催化纤维素水解转化葡萄糖的研究进展[J]. 赵博,胡尚连,龚道勇,李会萍. 化工进展. 2017(02)
[3]生物质固体能源产业政策发展分析[J]. 谢小天,张培栋,杨艳丽. 资源开发与市场. 2016(10)
[4]生物质发电中农户秸秆供应成本敏感性分析[J]. 翟明岭,张旭,程飞,赵浩亮,苏醒. 动力工程学报. 2016(07)
[5]基于资源密度的作物秸秆资源化利用潜力测算与市场评估[J]. 崔蜜蜜,蒋琳莉,颜廷武. 中国农业大学学报. 2016(06)
[6]转基因食品标识的争论及得失利弊的分析与研究[J]. 高炜,罗云波. 中国食品学报. 2016(01)
[7]生物塑料发展现状及前景[J]. 高茜斐. 广东化工. 2015(15)
[8]生物医药产业共性技术路线图研究[J]. 贺正楚,张蜜,陈一鸣,邓小云. 中国软科学. 2012(07)
[9]木质纤维素新型预处理与顽抗特性[J]. 崔美,黄仁亮,苏荣欣,齐崴,张毅民,何志敏. 化工学报. 2012(03)
[10]异山梨醇的制备及应用研究进展[J]. 朱虹,李春虎,牟新东. 现代化工. 2011(S1)
博士论文
[1]基于N-烷基吡啶和1，3-二烷基咪唑类离子液体为溶剂和模板剂的金属磷酸盐的离子热合成、结构与表征[D]. 冯静东.东北师范大学 2010
[2]稀反应体系下开放骨架结构的磷酸镓（亚磷酸镓）微孔晶体的水热合成研究[D]. 杨玉林.吉林大学 2004
本文编号：3520878
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3520878.html
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