多元复合金属氧化物催化解聚木质素的研究
发布时间：2021-08-03 22:14
生物质,由于其可再生及可降低碳排放的特性,是一种十分有前景并值得深度开发的资源。木质纤维素是生物质资源中的一种,其主要由纤维素、半纤维素和木质素三大组分构成,其中木质素由于含氧量相对较低,热值较高,具有巨大的潜在利用价值。然而,木质素具有复杂的三维网状高分子结构,难以被直接利用,因此研究者们需要开发合适的催化解聚木质素的方法来进行木质素的转化利用,这也是木质素高效转化制备燃料方法当中十分重要的一部分。本论文设计制备了一系列的催化剂,选定了合适的溶剂体系,系统地研究了这一系列催化体系对木质素催化解聚的效果,实现木质素的高效催化解聚。首先,使用浸渍焙烧法和硼氢化钠还原法制备了 Ni-S2082-/TiO2复合固体超强酸催化剂。该催化剂可以有效地催化解聚木质素,试验结果表明,就三种主要产物（乙酸乙酯可溶物、乙醚可溶物和9种单体产物）而言:280℃、60min时,解聚产物中乙酸乙酯可溶物和乙醚可溶物的量最多,产率分别为74.67%和42.33%;当其他条件不变,260℃、60 min时,9种单体产物的总质量最大,产率为4.5%。其次,通过对S2O82-/TiO2固体超强酸催化剂进行改进制得了 ...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?１９９３？２０１８年全球各项能源消费量⑴??从图ｌ．ｉ中可以发现能源消费的主流还是化石能源的“三驾马车”，煤炭、石??
欧洲”ｒｎ、“２０２０到２０３０年的气候与能源政策框架”ｒｎ。各国也不断在定期召开??的联合国气候大会上协商降低碳排放并控制全球升温速率，其中中国政府以超高??的效率开发低碳技术和实施减排政策提前达到２０２０减少碳排放的目标［４】。??为节能减排和调整能源结构，世界各国付出了极大的努力，同时投入大量资??源去开发可替代化石燃料、减少碳排放的可再生能源，如生物质能源。生物质能??源，作为具有可再生特性以及可降低碳排放特性的新能源，无疑是一种十分有前??景并值得深度开发的新能源［５］。从图１．２中可以看出，使用生物质发电或生物质??制沼气后发电可以有效减少碳排放［６１。??１１４２??１ＫＸ）????￡?９００??ｇ＿Ｌ??〇＇?５００???■：＿■■■：??■??芝■????５〇８??ｔ?１００?２３?３９?６１?８９??Ｉ?—?一?＿?＿?．??ｉ?＿１００?—????－３００?４１４???一：丨：??－５００????沼气生物质水力?风电光伏天然气硬煤褐煤??发电发电发电?发电?发电发电发电??图１．２各能源温室气体排放对比丨６丨??作为一种独特的能源，生物质能源是指由于植物的光合作用而被以有机物的??形式固定下来的能源，归根结底，生物质能源的来源其实是太阳能［７］。生物质能??具有许多其它可再生能源所不具备的优点，如来源广、对现有设备的改造要求较??低等。其中一个突出的优点是其能作为可再生的碳源，可以被转化为各类燃料、??添加剂或其它的化工产品，从而实现对化石燃料的部分替代，这是其他可再生新??能源所无法相比的据科研人员的统计与估计，世界上所有植物每一年由
?第１章绪?论???煤，如能对这部分资源进行合理利用，可以产生巨大的经济与环保效益ｔＫＭ１］。同??时，基于我国生物质能源分布较为分散和石油产量较少需要大量进口的现状，利??用更先进的技术开发生物质能源，建立完善可持续的生物质能源供给系统，可以??在解决“三农”问题的同时，更大程度上保障国家的能源命脉［｜２－１４１。??目前，生物质能源的主要利用途径如图１．３所示，一些常见的生物质如秸秆??等，会被直接用于燃烧供电或供热［１５］，但是由于生物质能源含氧量高，单位体积??热值相对较低，生物质一般需要通过生物法或化学法转化之后进行利用。生物质??能源通过生物法即生物发酵过程可制成沼气作为燃料使用［％，也可以堆肥或制??备成生物乙醇进一步利用Ｐｉ。化学法可将生物质能源转化为各种化工产品并应??用于许多方面，如医药材料、建材、燃料等，但是由于化学法具有工艺复杂、产??物提纯难度高等难点导致产业化难度大、成本高。??生物质能源??ｒ直接燃＆?、?［￣生物法转化—?ｒ??Ｖ－?，ｖ????＼???．．．．????＞??供热供电?沼气肥料生物乙醇?生物柴油生物质碳可燃气化学品高分子材料??图１．３生物质能源的主要利用途径??现今初步产业化的生物质化学转化项目主要为生物柴油、合成气等燃料相关??的项目ｎ＊】，生物质化学转化生成精细化学品的项目仍在探索当中，但已取得一些??阶段性成果，如由生物质原料转化制备新型生物可降解塑料、呋喃聚酯己完成百??吨级的示范放大装置Ｃａｒｇｉｌｌ公司联合陶氏化学公司联合研制由玉米制备聚??乳酸（ＰＬＡ）塑料。同时还有一些其它的技术己在实验室阶段获得成功，
【参考文献】：
期刊论文
[1]木质素磺酸盐减水剂对防止混凝土水泥颗粒分散的作用分析[J]. 岳灿,王芳. 当代化工. 2019(11)
[2]造纸黑液木质素作为EPDM橡胶偶联剂的研究[J]. 严光宇,徐鸽. 中国塑料. 2019(11)
[3]木质素磺酸钙减水剂对混凝土强度的影响[J]. 王庆彦,王建林,马艺斌. 中国建材科技. 2019(05)
[4]当前中国生物质能源发展的若干战略思考[J]. 石元春,程序,朱万斌. 科技导报. 2019(20)
[5]微生物在木质纤维素降解中的应用进展[J]. 熊乙,杨富裕,倪奎奎,许庆方. 草学. 2019(05)
[6]响应面优化酶解木质素酚化工艺研究[J]. 王祺铭,海潇涵,徐文彪,时君友. 林产工业. 2019(10)
[7]“木质素优先”策略下林木生物质组分催化分离与转化研究进展[J]. 宋国勇. 林业工程学报. 2019(05)
[8]木质素能源转化的研究进展[J]. 周自圆,赵雪冰,刘德华. 生物产业技术. 2019(05)
[9]木质素改性丙烯酸酯橡胶/聚乳酸共混体系的性能[J]. 季行行,吕阳,史新妍. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2019(02)
[10]木质素在不同Ru/Nb基催化剂上解聚和脱氧加氢制芳烃化合物（英文）[J]. 马迪,陆圣璐,刘晓晖,郭勇,王艳芹. 催化学报. 2019(04)
本文编号：3320429
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?１９９３？２０１８年全球各项能源消费量⑴??从图ｌ．ｉ中可以发现能源消费的主流还是化石能源的“三驾马车”，煤炭、石??
欧洲”ｒｎ、“２０２０到２０３０年的气候与能源政策框架”ｒｎ。各国也不断在定期召开??的联合国气候大会上协商降低碳排放并控制全球升温速率，其中中国政府以超高??的效率开发低碳技术和实施减排政策提前达到２０２０减少碳排放的目标［４】。??为节能减排和调整能源结构，世界各国付出了极大的努力，同时投入大量资??源去开发可替代化石燃料、减少碳排放的可再生能源，如生物质能源。生物质能??源，作为具有可再生特性以及可降低碳排放特性的新能源，无疑是一种十分有前??景并值得深度开发的新能源［５］。从图１．２中可以看出，使用生物质发电或生物质??制沼气后发电可以有效减少碳排放［６１。??１１４２??１ＫＸ）????￡?９００??ｇ＿Ｌ??〇＇?５００???■：＿■■■：??■??芝■????５〇８??ｔ?１００?２３?３９?６１?８９??Ｉ?—?一?＿?＿?．??ｉ?＿１００?—????－３００?４１４???一：丨：??－５００????沼气生物质水力?风电光伏天然气硬煤褐煤??发电发电发电?发电?发电发电发电??图１．２各能源温室气体排放对比丨６丨??作为一种独特的能源，生物质能源是指由于植物的光合作用而被以有机物的??形式固定下来的能源，归根结底，生物质能源的来源其实是太阳能［７］。生物质能??具有许多其它可再生能源所不具备的优点，如来源广、对现有设备的改造要求较??低等。其中一个突出的优点是其能作为可再生的碳源，可以被转化为各类燃料、??添加剂或其它的化工产品，从而实现对化石燃料的部分替代，这是其他可再生新??能源所无法相比的据科研人员的统计与估计，世界上所有植物每一年由
?第１章绪?论???煤，如能对这部分资源进行合理利用，可以产生巨大的经济与环保效益ｔＫＭ１］。同??时，基于我国生物质能源分布较为分散和石油产量较少需要大量进口的现状，利??用更先进的技术开发生物质能源，建立完善可持续的生物质能源供给系统，可以??在解决“三农”问题的同时，更大程度上保障国家的能源命脉［｜２－１４１。??目前，生物质能源的主要利用途径如图１．３所示，一些常见的生物质如秸秆??等，会被直接用于燃烧供电或供热［１５］，但是由于生物质能源含氧量高，单位体积??热值相对较低，生物质一般需要通过生物法或化学法转化之后进行利用。生物质??能源通过生物法即生物发酵过程可制成沼气作为燃料使用［％，也可以堆肥或制??备成生物乙醇进一步利用Ｐｉ。化学法可将生物质能源转化为各种化工产品并应??用于许多方面，如医药材料、建材、燃料等，但是由于化学法具有工艺复杂、产??物提纯难度高等难点导致产业化难度大、成本高。??生物质能源??ｒ直接燃＆?、?［￣生物法转化—?ｒ??Ｖ－?，ｖ????＼???．．．．????＞??供热供电?沼气肥料生物乙醇?生物柴油生物质碳可燃气化学品高分子材料??图１．３生物质能源的主要利用途径??现今初步产业化的生物质化学转化项目主要为生物柴油、合成气等燃料相关??的项目ｎ＊】，生物质化学转化生成精细化学品的项目仍在探索当中，但已取得一些??阶段性成果，如由生物质原料转化制备新型生物可降解塑料、呋喃聚酯己完成百??吨级的示范放大装置Ｃａｒｇｉｌｌ公司联合陶氏化学公司联合研制由玉米制备聚??乳酸（ＰＬＡ）塑料。同时还有一些其它的技术己在实验室阶段获得成功，
【参考文献】：
期刊论文
[1]木质素磺酸盐减水剂对防止混凝土水泥颗粒分散的作用分析[J]. 岳灿,王芳. 当代化工. 2019(11)
[2]造纸黑液木质素作为EPDM橡胶偶联剂的研究[J]. 严光宇,徐鸽. 中国塑料. 2019(11)
[3]木质素磺酸钙减水剂对混凝土强度的影响[J]. 王庆彦,王建林,马艺斌. 中国建材科技. 2019(05)
[4]当前中国生物质能源发展的若干战略思考[J]. 石元春,程序,朱万斌. 科技导报. 2019(20)
[5]微生物在木质纤维素降解中的应用进展[J]. 熊乙,杨富裕,倪奎奎,许庆方. 草学. 2019(05)
[6]响应面优化酶解木质素酚化工艺研究[J]. 王祺铭,海潇涵,徐文彪,时君友. 林产工业. 2019(10)
[7]“木质素优先”策略下林木生物质组分催化分离与转化研究进展[J]. 宋国勇. 林业工程学报. 2019(05)
[8]木质素能源转化的研究进展[J]. 周自圆,赵雪冰,刘德华. 生物产业技术. 2019(05)
[9]木质素改性丙烯酸酯橡胶/聚乳酸共混体系的性能[J]. 季行行,吕阳,史新妍. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2019(02)
[10]木质素在不同Ru/Nb基催化剂上解聚和脱氧加氢制芳烃化合物（英文）[J]. 马迪,陆圣璐,刘晓晖,郭勇,王艳芹. 催化学报. 2019(04)
本文编号：3320429
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