Ni/水热碳催化剂制备及其对5-羟甲基糠醛加氢性能研究

发布时间：2022-04-23 14:27

　　5-羟甲基糠醛是一种重要的生物质基平台化合物,含有C=O键、C-O键和呋喃环,通过加氢可以获得多种燃料以及化学品。其中5-羟甲基糠醛通过加氢氢解可以获得2,5-二甲基呋喃以及2,5-二甲基四氢呋喃。由于较高的能量密度以及辛烷值,二者是很有前景的替代燃料。另外,5-羟甲基糠醛也可以通过加氢获得有价值的聚合物前体如2,5-二羟甲基呋喃以及2,5-二羟甲基四氢呋喃。因此研究5-羟甲基糠醛的选择性加氢具有重要意义。在这项工作中,通过水热法制备了水热碳（HC）,并将其用作Ni基催化剂的载体。水热碳具有大的比表面积,并且还包含一些含氧官能团以促进Ni的分散和锚固。通过调节Ni纳米粒子的大小,可以调节2,5-二羟甲基呋喃（DHMF）,2,5-二甲基四氢呋喃（DMTHF）和2,5-二甲基呋喃（DMF）的选择性。通过适当调节反应条件,可以高收率获得DMF或DHMF。5%-Ni/HC和10%-Ni/HC是达到此目的的最佳催化剂,DMF+DMTHF的收率最高为94.6%,DHMF的选择性最高为94%。此外,表征表明Ni和Ni O都存在于催化剂的表面上。推测Ni和Ni O之间的协同作用也可以促进HMF选择性氢... 

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 5-羟甲基糠醛的基本性质
        1.2.1 2,5-二甲基呋喃概述
        1.2.2 2,5-二羟甲基呋喃的性质、制备及应用
    1.3 5-羟甲基糠醛的加氢转化
        1.3.1 5-羟甲基糠醛转化制备2,5-二甲基呋喃燃料的研究进展
        1.3.2 5-羟甲基糠醛加氢转化为呋喃二醇
    1.4 供氢体系对5-羟甲基糠醛加氢的影响
        1.4.1 醇作为供氢剂体系
        1.4.2 甲酸作为供氢剂的研究进展
        1.4.3 氢气为供氢剂的研究进展
    1.5 选题背景
第二章 水热碳负载镍催化剂用于5-羟甲基糠醛的选择性加氢
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料与仪器
    2.3 催化剂的制备
    2.4 催化剂的表征
        2.4.1 X射线衍射(XRD)
        2.4.2 X射线光电子能谱
        2.4.3 扫描电子显微镜
        2.4.4 高分辨透射电子显微镜
        2.4.5 程序升温还原(TPR)
        2.4.6 程序升温脱附(NH3-TPD)
    2.5 实验操作过程
    2.6 产物分析及计算
    2.7 结果与讨论
        2.7.1 材料的形态和结构
    2.8 5-羟甲基糠醛的选择性加氢
        2.8.1 通过5-羟甲基糠醛加氢合成2,5-二羟甲基呋喃
        2.8.2 通过5-羟甲基糠醛加氢合成2,5-二甲基呋喃
    2.9 5-羟甲基糠醛氢解为2,5-二甲基呋喃的反应途径
    2.10 结论
第三章 双金属催化剂Ni-Al/HC选择性加氢获得DMTHF和DHMTHF
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 催化剂的制备
    3.3 催化剂表征方法
    3.4 催化剂评价及产物分析
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 材料的形态及结构
    3.6 5-羟甲基糠醛选择性加氢
        3.6.1 5-羟甲基糠醛加氢到2,5-二羟甲基四氢呋喃(DHMTHF)
        3.6.2 5-羟甲基糠醛加氢到2,5-二甲基四氢呋喃(DMTHF)
    3.7 本章小结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
发表论文情况
致谢



本文编号：3647363