多功能固体催化剂的构筑及其催化转化碳水化合物制备5-HMF和FDCA的研究
发布时间：2022-12-11 11:16
传统化石能源因储量有限且不可再生,难以满足现代工业高速发展的需求,寻求绿色可再生能源已成为科研工作者亟需解决的难题。生物质能源因其来源广泛、廉价经济和绿色环保的优势而得到普遍关注。从生物质中含量最多的碳水化合物出发合成一系列生物质基能源化学品,如5-羟甲基糠醛（5-Hydroxymethylfurfural,5-HMF）及其衍生物2,5-呋喃二甲酸（2,5-Furadicarboxylic acid,FDCA）具有重要的应用价值,成为当前能源领域的研究热点。利用化学催化法来催化转化碳水化合物制备5-HMF及FDCA是目前主要的研究方向。催化剂在反应体系中对5-HMF及FDCA的产率具有十分重要的影响,因此设计一种具有高效催化反应活性的新型催化剂是目前研究面临的难题。多孔催化剂具有较大比表面积、高孔隙率、易与产物分离和对设备腐蚀性小等优点,被广泛应用于催化领域。目前,直接以碳水化合物为原料制备的5-HMF、FDCA产率不足,往往表现在涉及到的多步催化反应中,中间产物较多,而具有单一活性位点的多孔催化剂很难达到对目标产物高选择性的要求。因此本论文旨在制备一系列多功能固体催化剂用以提高5-H...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 生物质能源
1.1.1 能源现状
1.1.2 生物质能源概述
1.1.3 生物质能源应用
1.2 5-羟甲基糠醛与 2,5-呋喃二甲酸
1.2.1 5-羟甲基糠醛概述
1.2.2 5-羟甲基糠醛制备及进展
1.2.3 2,5-呋喃二甲酸概述
1.2.4 2,5-呋喃二甲酸制备及进展
1.3 多孔材料
1.3.1 金属有机骨架材料概述
1.3.2 金属有机骨架材料制备方法
1.3.3 金属有机骨架材料在催化领域内应用
1.3.4 Pickering高内相乳液模板法概述
1.3.5 Pickering高内相乳液影响因素
1.3.6 Pickering高内相乳液模板法合成多孔材料应用
1.4 课题研究目的、意义和内容
1.4.1 课题研究目的及意义
1.4.2 课题研究内容
第二章 聚偏氟乙烯（PVDF）负载UiO66NH_2-SO_3H酸碱双功能复合催化剂的制备及其催化转化葡萄糖制备 5-HMF的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 化学药品和仪器
2.2.2 UiO66SO_3H-NH_2/PVDF@PDA的制备
2.2.3 催化实验
2.2.4 再生实验
2.3 实验结果和讨论
2.3.1 MOFs/PVDF@PDA的形貌与孔结构
2.3.2 MOFs/PVDF@PDA的晶型结构与化学组成
2.3.3 MOFs/PVDF@PDA的热稳定性
2.3.4 MOFs/PVDF@PDA的酸碱性
2.3.5 MOFs/PVDF@PDA的催化性能
2.3.6 MOFs/PVDF@PDA的再生性能
2.4 结论
第三章 酸性多孔聚合物（PHs-SO_3H）负载UiO66NH_2多级孔酸碱双功能复合催化剂的制备及其催化转化纤维素制备 5-HMF的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 化学药品和仪器
3.2.2 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的制备
3.2.3 催化实验
3.2.4 再生实验
3.3 实验结果和讨论
3.3.1 SP的水接触角和PHs-SO_3H@UiO66NH_2的形貌
3.3.2 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的孔结构
3.3.3 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的化学组成
3.3.4 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的热稳定性
3.3.5 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的酸碱性
3.3.6 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的催化性能
3.3.7 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的再生性能
3.4 结论
第四章 氮掺杂碳多孔聚合物（NCP）负载Au/Pd双金属纳米粒子多功能固体催化剂的制备及其选择性氧化 5-HMF制备FDCA的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 化学药品和仪器
4.2.2 NCP@Au Pd的制备
4.2.3 催化实验
4.2.4 再生实验
4.3 实验结果和讨论
4.3.1 NCP@Aux Pdy的形貌
4.3.2 NCP@Aux Pdy的晶型结构与化学组成
4.3.3 NCP@Aux Pdy的热稳定性
4.3.4 NCP@Aux Pdy的酸碱性
4.3.5 NCP@Aux Pdy的催化性能
4.3.6 NCP@Aux Pdy的再生性能
4.4 结论
第五章 结论、创新点及进一步工作建议
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 进一步工作建议
参考文献
致谢
攻读硕士期间的主要科研成果
附录 中英文缩写对照表
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属-有机骨架材料用于废水处理[J]. 童敏曼,赵旭东,解丽婷,刘大欢,阳庆元,仲崇立. 化学进展. 2012(09)
[2]高内相乳液法制备苯乙烯类毛细管液相整体柱[J]. 陈娜,冯鹏飞,张裕平. 河南科技学院学报(自然科学版). 2012(03)
[3]分级结构介孔-大孔材料及其实际应用[J]. 刘蕾,马天翼,袁忠勇. 石油化工. 2011(03)
[4]大孔-介孔分级孔结构炭材料制备及性能研究[J]. 周颖,王志超,王春雷,王六平,许钦一,邱介山. 无机材料学报. 2011(02)
[5]大孔吸附树脂处理有机废水的研究进展[J]. 李尧,寇晓康,刘琼,史国东. 河南化工. 2008(01)
[6]高内相比乳液模板法合成多孔材料的研究进展[J]. 常海涛,鲁在君. 化学通报. 2007(11)
[7]日本生物质资源分类和利用技术[J]. 王鹏. 洁净煤技术. 2006(02)
[8]发展生物质产业[J]. 石元春. 农机科技推广. 2005(04)
[9]树脂吸附法处理β-萘酚生产中含β-萘磺酸钠工业废水的研究[J]. 周希圣 ,严文瑶 ,邹宏良 ,张全兴 ,刘善承. 江苏化工学院学报. 1991(01)
博士论文
[1]基于糖类生物质资源转化制备5-羟甲基糠醛的多孔催化剂设计及其催化性能与机理研究[D]. 张云雷.江苏大学 2017
[2]浓乳液模板法制备多孔聚合物材料[D]. 王建莉.北京化工大学 2009
硕士论文
[1]胺基功能化二氧化硅的制备及其二氧化碳吸附性能研究[D]. 杜衍辉.北京化工大学 2013
本文编号：3718682
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 生物质能源
1.1.1 能源现状
1.1.2 生物质能源概述
1.1.3 生物质能源应用
1.2 5-羟甲基糠醛与 2,5-呋喃二甲酸
1.2.1 5-羟甲基糠醛概述
1.2.2 5-羟甲基糠醛制备及进展
1.2.3 2,5-呋喃二甲酸概述
1.2.4 2,5-呋喃二甲酸制备及进展
1.3 多孔材料
1.3.1 金属有机骨架材料概述
1.3.2 金属有机骨架材料制备方法
1.3.3 金属有机骨架材料在催化领域内应用
1.3.4 Pickering高内相乳液模板法概述
1.3.5 Pickering高内相乳液影响因素
1.3.6 Pickering高内相乳液模板法合成多孔材料应用
1.4 课题研究目的、意义和内容
1.4.1 课题研究目的及意义
1.4.2 课题研究内容
第二章 聚偏氟乙烯（PVDF）负载UiO66NH_2-SO_3H酸碱双功能复合催化剂的制备及其催化转化葡萄糖制备 5-HMF的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 化学药品和仪器
2.2.2 UiO66SO_3H-NH_2/PVDF@PDA的制备
2.2.3 催化实验
2.2.4 再生实验
2.3 实验结果和讨论
2.3.1 MOFs/PVDF@PDA的形貌与孔结构
2.3.2 MOFs/PVDF@PDA的晶型结构与化学组成
2.3.3 MOFs/PVDF@PDA的热稳定性
2.3.4 MOFs/PVDF@PDA的酸碱性
2.3.5 MOFs/PVDF@PDA的催化性能
2.3.6 MOFs/PVDF@PDA的再生性能
2.4 结论
第三章 酸性多孔聚合物（PHs-SO_3H）负载UiO66NH_2多级孔酸碱双功能复合催化剂的制备及其催化转化纤维素制备 5-HMF的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 化学药品和仪器
3.2.2 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的制备
3.2.3 催化实验
3.2.4 再生实验
3.3 实验结果和讨论
3.3.1 SP的水接触角和PHs-SO_3H@UiO66NH_2的形貌
3.3.2 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的孔结构
3.3.3 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的化学组成
3.3.4 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的热稳定性
3.3.5 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的酸碱性
3.3.6 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的催化性能
3.3.7 PHs-SO_3H@UiO66NH_2的再生性能
3.4 结论
第四章 氮掺杂碳多孔聚合物（NCP）负载Au/Pd双金属纳米粒子多功能固体催化剂的制备及其选择性氧化 5-HMF制备FDCA的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 化学药品和仪器
4.2.2 NCP@Au Pd的制备
4.2.3 催化实验
4.2.4 再生实验
4.3 实验结果和讨论
4.3.1 NCP@Aux Pdy的形貌
4.3.2 NCP@Aux Pdy的晶型结构与化学组成
4.3.3 NCP@Aux Pdy的热稳定性
4.3.4 NCP@Aux Pdy的酸碱性
4.3.5 NCP@Aux Pdy的催化性能
4.3.6 NCP@Aux Pdy的再生性能
4.4 结论
第五章 结论、创新点及进一步工作建议
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 进一步工作建议
参考文献
致谢
攻读硕士期间的主要科研成果
附录 中英文缩写对照表
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属-有机骨架材料用于废水处理[J]. 童敏曼,赵旭东,解丽婷,刘大欢,阳庆元,仲崇立. 化学进展. 2012(09)
[2]高内相乳液法制备苯乙烯类毛细管液相整体柱[J]. 陈娜,冯鹏飞,张裕平. 河南科技学院学报(自然科学版). 2012(03)
[3]分级结构介孔-大孔材料及其实际应用[J]. 刘蕾,马天翼,袁忠勇. 石油化工. 2011(03)
[4]大孔-介孔分级孔结构炭材料制备及性能研究[J]. 周颖,王志超,王春雷,王六平,许钦一,邱介山. 无机材料学报. 2011(02)
[5]大孔吸附树脂处理有机废水的研究进展[J]. 李尧,寇晓康,刘琼,史国东. 河南化工. 2008(01)
[6]高内相比乳液模板法合成多孔材料的研究进展[J]. 常海涛,鲁在君. 化学通报. 2007(11)
[7]日本生物质资源分类和利用技术[J]. 王鹏. 洁净煤技术. 2006(02)
[8]发展生物质产业[J]. 石元春. 农机科技推广. 2005(04)
[9]树脂吸附法处理β-萘酚生产中含β-萘磺酸钠工业废水的研究[J]. 周希圣 ,严文瑶 ,邹宏良 ,张全兴 ,刘善承. 江苏化工学院学报. 1991(01)
博士论文
[1]基于糖类生物质资源转化制备5-羟甲基糠醛的多孔催化剂设计及其催化性能与机理研究[D]. 张云雷.江苏大学 2017
[2]浓乳液模板法制备多孔聚合物材料[D]. 王建莉.北京化工大学 2009
硕士论文
[1]胺基功能化二氧化硅的制备及其二氧化碳吸附性能研究[D]. 杜衍辉.北京化工大学 2013
本文编号：3718682
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3718682.html
