改性介孔材料SBA-15負載鉑基催化劑的制備及在木質素解聚中的應用
發(fā)布時間:2022-12-04 06:53
木質素作為自然界中唯一可以提供苯環(huán)的綠色可再生資源,開發(fā)利用木質素資源可以降低人類對于化石資源的依賴性,緩解能源短缺的壓力。將木質素解聚為芳香單體類化合物并進一步加工成為高附加值化學品或是高品質生物燃油已成為研究熱點之一。論文以介孔分子篩SBA-15為原料,通過鋁摻雜改性再負載金屬鉑,制備了雙功能催化劑4%Pt/Al-SBA-15(10),并研究了其在木質素解聚中的應用,為木質素高效解聚提供理論基礎和應用途徑。論文探究了催化劑制備過程中,鋁的摻雜量、鉑的負載量、鉑的焙燒還原溫度等因素對催化劑性能的影響,優(yōu)化了催化劑制備流程與參數(shù),通過核磁共振鋁譜、氮氣吸附脫附測試、X射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡以及X射線光電子能譜等表征手段對催化劑的微觀結構進行表征分析。制備得到的雙功能催化劑4%Pt/Al-SBA-15(10)具有規(guī)整的六方介孔孔道結構,和較大的比表面積(470.59 m~2/g)、較大的孔徑(6.24 nm)以及較大的孔容(0.73 cm~3/g),并具備穩(wěn)定的酸活性中心和金屬活性中心。由于鋁摻雜向載體中引入了豐富的缺陷位,這些缺陷位有助于錨定金屬鉑并為金屬鉑提供電子,促使金屬鉑還...
【文章頁數(shù)】:90 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 木質素的結構
1.3 木質素的性質
1.4 木質素的解聚
1.4.1 木質素的熱解聚
1.4.2 木質素的酸催化解聚
1.4.3 木質素的催化氧化解聚
1.4.4 木質素的催化加氫解聚
1.4.4.1 單功能催化劑
1.4.4.2 雙功能催化劑
1.5 介孔材料用于木質素解聚的研究
1.6 本論文的研究意義及主要內(nèi)容
1.6.1 本論文的研究意義
1.6.2 本論文的研究內(nèi)容
1.6.3 本論文的創(chuàng)新之處
第二章 實驗技術與測試方法
2.1 實驗原料
2.2 實驗儀器
2.3 催化劑的制備
2.4 木質素解聚工藝
2.4.1 木質素的制備
2.4.2 木質素解聚流程
2.4.3 木質素模型物解聚流程
2.4.4 木質素解聚產(chǎn)物檢測
2.5 實驗測試與表征方法
2.5.1 核磁共振鋁譜(Al-NMR)測試
2.5.2 氨氣程序升溫脫附(NH3-TPD)測試
2.5.3 比表面積及孔徑(BET)測試
2.5.4 X射線衍射(XRD)測試
2.5.5 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
2.5.6 透射電子顯微鏡(TEM)測試
2.5.7 X射線光電子能譜(XPS)測試
2.5.8 氣相色譜-質譜聯(lián)用(GC-MS)測試
2.5.9 凝膠滲透色譜(GPC)測試
2.5.10 元素分析測試
2.5.11 紅外光譜(FT-IR)測試
第三章 催化劑的制備及其表征
3.1 引言
3.2 催化劑的表征
3.2.1 Al-NMR分析
3.2.2 NH3-TPD分析
3.2.3 BET分析
3.2.4 XRD分析
3.2.5 SEM分析
3.2.6 TEM分析
3.2.7 XPS分析
3.3 催化劑制備工藝優(yōu)化
3.3.1 鋁摻雜量對催化劑催化性能的影響
3.3.2 鉑負載量對催化劑催化性能的影響
3.3.3 焙燒還原溫度對催化劑催化性能的影響
3.4 本章小結
第四章 Pt/Al-SBA-15 催化劑在木質素解聚中的應用
4.1 引言
4.2 催化劑種類對木質素解聚的影響
4.3 反應時間對木質素解聚的影響
4.4 反應溫度對木質素解聚的影響
4.5 催化劑用量對木質素解聚的影響
4.6 Pt/Al-SBA-15 催化劑的循環(huán)穩(wěn)定性
4.7 木質素原料的裂解氣相色譜-質譜聯(lián)用分析
4.8 解聚產(chǎn)物的分析與表征
4.8.1 解聚產(chǎn)物的GC-MS分析
4.8.2 解聚產(chǎn)物的FT-IR分析
4.8.3 解聚產(chǎn)物的GPC分析
4.8.4 解聚產(chǎn)物的元素分析
4.9 Pt/Al-SBA-15 催化劑作用于木質素模型物的研究
4.10 本章小結
結論
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]生物質能研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展策略[J]. 馬隆龍,唐志華,汪叢偉,孫永明,呂雪峰,陳勇. 中國科學院院刊. 2019(04)
[2]生物質資源及其利用技術分析[J]. 孫瑋. 中國高新區(qū). 2018(14)
[3]木質纖維素生物質煉制和多級資源化利用技術[J]. 文甲龍,袁同琦,孫潤倉. 生物產(chǎn)業(yè)技術. 2017(03)
[4]工業(yè)木質素的改性與應用研究進展[J]. 邱學青. 中華紙業(yè). 2016(07)
[5]羥基和甲氧基對木質素Cβ—O鍵均裂的影響[J]. 趙莉,張陽,陳晨,陸強,董長青,楊勇平. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2015(02)
[6]Pd催化木質素醚類二聚體分子內(nèi)氫轉移斷裂C—O鍵研究[J]. 嚴龍,龐歡,黃耀兵,傅堯. 化學學報. 2014(09)
[7]Al-SBA-15介孔分子篩的合成、表征及其在苯酚叔丁基化反應中的催化性能[J]. 吳淑杰,黃家輝,吳通好,宋科,王虹蘇,邢麗紅,徐海燕,徐玲,管景奇,闞秋斌. 催化學報. 2006(01)
本文編號:3707799
【文章頁數(shù)】:90 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 木質素的結構
1.3 木質素的性質
1.4 木質素的解聚
1.4.1 木質素的熱解聚
1.4.2 木質素的酸催化解聚
1.4.3 木質素的催化氧化解聚
1.4.4 木質素的催化加氫解聚
1.4.4.1 單功能催化劑
1.4.4.2 雙功能催化劑
1.5 介孔材料用于木質素解聚的研究
1.6 本論文的研究意義及主要內(nèi)容
1.6.1 本論文的研究意義
1.6.2 本論文的研究內(nèi)容
1.6.3 本論文的創(chuàng)新之處
第二章 實驗技術與測試方法
2.1 實驗原料
2.2 實驗儀器
2.3 催化劑的制備
2.4 木質素解聚工藝
2.4.1 木質素的制備
2.4.2 木質素解聚流程
2.4.3 木質素模型物解聚流程
2.4.4 木質素解聚產(chǎn)物檢測
2.5 實驗測試與表征方法
2.5.1 核磁共振鋁譜(Al-NMR)測試
2.5.2 氨氣程序升溫脫附(NH3-TPD)測試
2.5.3 比表面積及孔徑(BET)測試
2.5.4 X射線衍射(XRD)測試
2.5.5 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
2.5.6 透射電子顯微鏡(TEM)測試
2.5.7 X射線光電子能譜(XPS)測試
2.5.8 氣相色譜-質譜聯(lián)用(GC-MS)測試
2.5.9 凝膠滲透色譜(GPC)測試
2.5.10 元素分析測試
2.5.11 紅外光譜(FT-IR)測試
第三章 催化劑的制備及其表征
3.1 引言
3.2 催化劑的表征
3.2.1 Al-NMR分析
3.2.2 NH3-TPD分析
3.2.3 BET分析
3.2.4 XRD分析
3.2.5 SEM分析
3.2.6 TEM分析
3.2.7 XPS分析
3.3 催化劑制備工藝優(yōu)化
3.3.1 鋁摻雜量對催化劑催化性能的影響
3.3.2 鉑負載量對催化劑催化性能的影響
3.3.3 焙燒還原溫度對催化劑催化性能的影響
3.4 本章小結
第四章 Pt/Al-SBA-15 催化劑在木質素解聚中的應用
4.1 引言
4.2 催化劑種類對木質素解聚的影響
4.3 反應時間對木質素解聚的影響
4.4 反應溫度對木質素解聚的影響
4.5 催化劑用量對木質素解聚的影響
4.6 Pt/Al-SBA-15 催化劑的循環(huán)穩(wěn)定性
4.7 木質素原料的裂解氣相色譜-質譜聯(lián)用分析
4.8 解聚產(chǎn)物的分析與表征
4.8.1 解聚產(chǎn)物的GC-MS分析
4.8.2 解聚產(chǎn)物的FT-IR分析
4.8.3 解聚產(chǎn)物的GPC分析
4.8.4 解聚產(chǎn)物的元素分析
4.9 Pt/Al-SBA-15 催化劑作用于木質素模型物的研究
4.10 本章小結
結論
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]生物質能研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展策略[J]. 馬隆龍,唐志華,汪叢偉,孫永明,呂雪峰,陳勇. 中國科學院院刊. 2019(04)
[2]生物質資源及其利用技術分析[J]. 孫瑋. 中國高新區(qū). 2018(14)
[3]木質纖維素生物質煉制和多級資源化利用技術[J]. 文甲龍,袁同琦,孫潤倉. 生物產(chǎn)業(yè)技術. 2017(03)
[4]工業(yè)木質素的改性與應用研究進展[J]. 邱學青. 中華紙業(yè). 2016(07)
[5]羥基和甲氧基對木質素Cβ—O鍵均裂的影響[J]. 趙莉,張陽,陳晨,陸強,董長青,楊勇平. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2015(02)
[6]Pd催化木質素醚類二聚體分子內(nèi)氫轉移斷裂C—O鍵研究[J]. 嚴龍,龐歡,黃耀兵,傅堯. 化學學報. 2014(09)
[7]Al-SBA-15介孔分子篩的合成、表征及其在苯酚叔丁基化反應中的催化性能[J]. 吳淑杰,黃家輝,吳通好,宋科,王虹蘇,邢麗紅,徐海燕,徐玲,管景奇,闞秋斌. 催化學報. 2006(01)
本文編號:3707799
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