纖維素是一種取之不盡用之不竭的天然可再生資源,人們對纖維素廢棄物的處理主要是通過直接燃燒進行產(chǎn)熱,或是燒灰用作肥料,造成了資源的極大浪費的同時對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重污染,實現(xiàn)纖維素的資源化利用,避免其對生態(tài)環(huán)境造成污染成為當下的研究熱點之一。纖維素水解為葡萄糖是其轉化利用的必經(jīng)過程,因此纖維素定向水解為葡萄糖是其高效資源化利用的關鍵。目前針對纖維素水解的研究中普遍存在水解產(chǎn)物分布廣,葡萄糖選擇性低的問題。設計一種可催化纖維素定向水解且能保持酸催化活性的催化劑,對于纖維素資源化利用的實現(xiàn)具有重要研究意義。實現(xiàn)纖維素定向水解的關鍵在于實現(xiàn)催化劑對纖維素的選擇性吸附,減少催化中心與水解產(chǎn)物葡萄糖的接觸。本論文利用MIL-101型金屬有機骨架化合物（MOFs）為載體固載磷鎢酸催化纖維素水解。嫁接不同電負性基團的對MOFs結構進行功能化,以實現(xiàn)對纖維素的選擇性吸附,同時降低其與葡萄糖的接觸頻率。通過分析不同電負性基團對材料的結構以及對纖維素選擇性吸附性能的影響,優(yōu)選出電負性基團-NH₂,-Cl同時對MIL-101結構進行功能化合成催化劑PTA@MIL-101-NH_2... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 液相纖維素水解催化劑的研究進展
    1.3 固相纖維素水解催化劑的研究進展
        1.3.1 氫型沸石
        1.3.2 磺化固體酸
        1.3.3 雜多酸
    1.4 磷鎢酸固相化研究進展
        1.4.1 取代法固相化磷鎢酸
        1.4.2 固載法固相化磷鎢酸
    1.5 金屬有機骨架固載PTA研究
        1.5.1 金屬有機骨架固載PTA的優(yōu)勢
        1.5.2 MIL-101 固載PTA的研究進展
        1.5.3 MIL-101 固載PTA催化纖維素水解存在的問題
        1.5.4 MOFs的不同基團功能化
    1.6 MOFs水穩(wěn)定性能研究進展
        1.6.1 增強MOFs外表面水穩(wěn)定性能
        1.6.2 增強MOFs結構內(nèi)表面的疏水性能
        1.6.3 配體功能化增強MOFs的疏水性
        1.6.4 增強MOFs結構的熱力學穩(wěn)定性
    1.7 研究內(nèi)容與意義
        1.7.1 研究內(nèi)容
        1.7.2 研究意義
第二章 不同電負性基團功能化金屬有機骨架固載磷鎢酸催化纖維素定向水解
    2.1 引言
    2.2 實驗與方法
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器與裝置
        2.2.3 分析方法
        2.2.4 MIL-101-X的合成
        2.2.5 PTA@MIL-101-X的合成
        2.2.6 催化劑纖維二糖、葡萄糖吸附實驗
        2.2.7 纖維素催化水解實驗
    2.3 結果與討論
        2.3.1 不同電負性基團的嫁接對催化劑晶體結構和形貌的影響
        2.3.2 嫁接不同電負性基團催化劑的化學結構分析
        2.3.3 PTA@MIL-101-X的孔道結構分析
        2.3.4 PTA@MIL-101-X的熱穩(wěn)定性能分析
        2.3.5 PTA@MIL-101-X固載PTA酸性分析
        2.3.7 不同電負性基團催化劑對纖維素的選擇性吸附性能分析
        2.3.8 PTA@MIL-101-X催化纖維素水解效能評估
    2.4 小結
2-Cl化學固載PTA的固載原理及其催化纖維素水解機理研究">第三章 MIL-101-NH₂-Cl化學固載PTA的固載原理及其催化纖維素水解機理研究
    3.1 引言
    3.2 實驗與方法
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器與裝置
        3.2.3 分析方法
        3.2.4 不同PTA添加量樣品的合成
        3.2.5 催化劑催化纖維素水解
    3.3 結果與討論
        3.3.1 PTA的固載對催化劑晶型結構的影響
2-Cl的酸性分析">        3.3.2 PTA@MIL-101-NH₂-Cl的酸性分析
        3.3.3 PTA的固載對催化劑化學結構的影響
2-Cl的晶態(tài)結構分析">        3.3.4 PTA@MIL-101-NH₂-Cl的晶態(tài)結構分析
2-Cl催化纖維素水解機制分析">        3.3.5 PTA@MIL-101-NH₂-Cl催化纖維素水解機制分析
    3.4 小結
第四章 高水穩(wěn)定性復合雙金屬MIL-101 固載磷鎢酸催化劑的制備及催化纖維素水解
    4.1 引言
    4.2 實驗與方法
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 實驗儀器與裝置
        4.2.3 分析方法
        4.2.4 Ni/MIL-101 的合成
2-Cl的合成">        4.2.5 PTA@Ni/MIL-101-NH₂-Cl的合成
        4.2.6 水穩(wěn)定性實驗
        4.2.7 催化劑纖維二糖、葡萄糖吸附實驗
        4.2.8 催化劑催化纖維素水解
    4.3 結果與討論
        4.3.1 金屬離子摻雜對Ni/MIL-101 晶體結構的影響
        4.3.2 金屬離子摻雜對Ni/MIL-101 晶體形貌的影響
        4.3.3 Ni/MIL-101中Ni元素價態(tài)分析
        4.3.4 金屬離子摻雜對Ni/MIL-101 孔道結構的影響
        4.3.5 不同pH值溶液中樣品的鉻離子溶出分析
        4.3.6 不同pH值溶液中Ni/MIL-101 的晶體結構分析
        4.3.7 Ni/MIL-101 在不同pH值溶液中的晶體形貌分析
2-Cl的表征及水穩(wěn)定性能分析">        4.3.8 PTA@Ni/MIL-101-NH₂-Cl的表征及水穩(wěn)定性能分析
2-Cl催化性能影響">        4.3.9 金屬離子摻雜對PTA@Ni/MIL-101-NH₂-Cl催化性能影響
    4.4 小結
結論與展望
    結論
    展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻】：
期刊論文
[1]MOFs材料研究進展[J]. 屈靜,李秦偉.  當代化工. 2019(04)
[2]Three-dimensionally Ordered Macroporous Phosphotungstic Acid/SiO2 for Efficient Catalytic Oxidative Desulfurization[J]. 杜岳,YANG Peng,雷家珩,ZHOU Shiyu,LI Junsheng,DU Xiaodi.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2018(04)
[3]固載磷鎢酸的大孔道功能化MOFs合成及催化性能[J]. 郝金蕾,張桂華,王艷,萬金泉,馬邕文,黃禮艷.  材料導報. 2018(14)
[4]Preparation of Highly Crystalline Microcrystalline Cellulose by Hydrolysis of Cellulose with Phosphotungstic Acid[J]. Jing Wang,JinBao Li,MeiYun Zhang,ShunXi Song,DanDan Qiang.  Paper and Biomaterials. 2018(01)
[5]MIL-101固載磷鎢酸催化氧氣氧化脫硫性能[J]. 丁建偉,王睿,于美青,Korchak Vladimir.  化工學報. 2016(S1)
[6]HMS分子篩負載磷鎢酸催化劑的制備及其脫硫性能[J]. 王廣建,韓亞飛,褚衍佩,崔會杰,王芳.  石油化工. 2015(03)
[7]紅外光譜和固體核磁共振解析回用桉木纖維的超分子結構[J]. 袁龍婷,王艷,萬金泉,馬邕文,黃明智.  高分子材料科學與工程. 2014(06)
[8]亞臨界水法水解大豆皮制備還原糖[J]. 趙洋,胡小梅,丁莉莎,張永忠.  中國油脂. 2012(10)
[9]負載型磷鎢酸催化劑的制備、表征及酯交換制備生物柴油[J]. 徐玲,陳建軍,張立明,劉宗瑞.  吉林大學學報(理學版). 2012(02)
[10]回用過程對二次纖維聚集態(tài)結構和成紙性能的影響[J]. 呂惠琳,馬邕文,萬金泉,林孝幫,王劍英.  中華紙業(yè). 2012(04)

碩士論文
[1]改性漆酶/谷氨酸體系提升廢紙纖維造紙性能的研究[D]. 孔凡嬌.華南理工大學 2018
[2]NaY沸石膜結構的調(diào)控及其滲透蒸發(fā)性能的研究[D]. 林宏飛.太原理工大學 2017
[3]功能化金屬有機骨架PTA@MIL-101-NH2-Cl催化纖維素定向水解研究[D]. 張穎詩.華南理工大學 2016
[4]MIL-101負載Pd催化劑的制備及其催化醇選擇性氧化反應研究[D]. 陳共周.華南理工大學 2013



本文編號：3155311