基于生物质炭及MOF框架固体酸催化剂的研究和应用

发布时间：2023-05-11 03:18

　　综合高效,绿色和可重复使用性为一体的固体酸催化剂一直是研究人员关注的焦点。本研究分为两个部分,但都用磺化的方法来制备目标催化剂。第一部分,脂肪酸与甲醇的催化酯化,4-乙基苯酚与苯甲醇的烷基化以及2-甲基呋喃与环戊酮的烷基化对于生产生物燃料具有重要意义。但是,原位产生的水会降低催化剂的酸度并引起副反应,导致催化活性和选择性不令人满意。本文中,通过生物炭与4-氯苯磺酸的一锅法磺化,首次制备了一种新型的基于生物炭的疏水性苯磺酸。它具有100-400 m2/g的较大比表面积,H2O接触角大于110°的疏水性和超过1.0mmol/g的高浓度磺酸。在脂肪酸与甲醇的酯化反应中合成生物柴油时,它显示出比磺酸树脂Amberlyst-15(86.7%)和传统的磺化生物炭-SO3H(28.0%)更高的96.0%的转化率。4-乙基苯酚与苯甲醇/2-甲基呋喃与环戊酮的烷基化反应用于高密度双环/单环生物燃料的催化效率和目标产物收率分别是 69.4%和 70.5%,分别高于 amberlyst-15(74.3%,49.4%)和 Biochar-SO 3 H(14.7%,13.0%)。此外,该催化剂比生物炭-SO3H...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 酸催化剂简介
    1.3 疏水型固体酸现状
        1.3.1 负载型杂多酸
        1.3.2 黏土类固体酸
        1.3.3 层状过渡金属氧化物NbMoO6
        1.3.4 介孔复合物
        1.3.5 聚合树脂—氧化硅复合材料
    1.4 磺酸型固体酸
        1.4.1 无定型炭
        1.4.2 中孔炭分子筛
        1.4.3 炭纳米管
        1.4.4 磺化法对生物炭接入酸性官能团
    1.5 5-羟甲基糠醛概述
        1.5.1 5-HMF的制备进程
    1.6 金属有机骨架材料概述
        1.6.1 金属有机骨架材料在生物质催化领域的研究进展
第二章 苯磺酸官能化的疏水介孔生物炭作为生产生物燃料的有效催化剂
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 用料
        2.2.2 催化剂制备
        2.2.3 催化剂表征
        2.2.4 催化反应
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 官能化生物炭的结构特征
        2.3.2 酸官能化生物炭的疏水性和亲油性
        2.3.3 甲醇与油酸酯化
        2.3.4 4-乙基苯酚与苯甲醇的烷基化
        2.3.5 2-甲基呋喃与环戊酮烷基化
        2.3.6 催化剂的稳定性和回收利用
    2.4 本章小结
第三章 具有强酸性和疏水性的功能化金属有机骨架,可作为生产5-羟甲基糠醛的有效催化剂
    3.1 前言
    3.2 实验
        3.2.1 材料
        3.2.2 MOF的合成
        3.2.3 MOF的修饰
        3.2.4 催化剂表征
        3.2.5 催化反应
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 酸官能化MOF的结构特征
        3.3.2 酸官能化MOF的疏水性
        3.3.3 果糖脱水成HMF
    3.4 催化剂回收
    3.5 本章小结
第四章结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3814052