木質(zhì)素作為自然界唯一可再生的芳香類化合物資源,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,化學性質(zhì)十分頑固,將其選擇性催化轉(zhuǎn)化制備單酚類芳香化學品是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化領(lǐng)域最具教挑戰(zhàn)性課題之一,對充分利用生物質(zhì)資源具有重要科學價值和現(xiàn)實意義。針對木質(zhì)素特殊無定型結(jié)構(gòu)及不均一化學性質(zhì),本研究課題提出以七氧化二錸(Re207)和ReOx/AC為催化劑,在溫和條件下,選擇解聚木質(zhì)素制備芳香化合物的新思路。主要研究內(nèi)容為:以金屬氧化物Re207為催化劑,四氫呋喃(THF)為溶劑,在1MPa溫和氫壓下將木質(zhì)素β-0-4模型化合物和有機松木木質(zhì)素快速解聚獲取單酚類化合物;通過實驗條件篩選確定木質(zhì)素在四氫呋喃溶劑中的最佳反應(yīng)條件。在優(yōu)化反應(yīng)條件下所得生物油產(chǎn)率達到76.3%以上;結(jié)合核磁和GC-MS表征手段,提出了Re207催化β-O-4模型化合物反應(yīng)路徑。進一步發(fā)展了異相催化體系,采用等體積浸漬法制備負載型催化劑ReOx/AC,高選擇性氫解木質(zhì)素α-0-4模型化合物C-O鍵,篩選ReOx/AC解聚木質(zhì)素的最佳反應(yīng)條件,在該條件下將堿木質(zhì)素解聚為單酚類化合物,所得生物油產(chǎn)率可達71.5%;通過XPS和XAFS對反應(yīng)前后催化劑進行表征,確定催化...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 木質(zhì)素的概述及應(yīng)用
        1.1.1 木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)
        1.1.2 木質(zhì)素結(jié)構(gòu)分析方法
    1.2 木質(zhì)素降解方法
        1.2.1 熱裂解
        1.2.2 酸堿催化解聚
        1.2.3 氧化解聚
        1.2.4 催化加氫降解
    1.3 錸基催化劑在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用
    1.4 課題意義及研究內(nèi)容
        1.4.1 課題意義及目的
        1.4.2 課題主要研究內(nèi)容
第2章 實驗總述
    2.1 實驗原料與儀器設(shè)備
    2.2 載體預(yù)處理
        2.2.1 載體活性炭預(yù)處理
        2.2.2 其它載體預(yù)處理
    2.3 催化劑制備
    2.4 催化劑表征方法
        2.4.1 電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜(ICP-AES)
        2.4.2 電鏡測試(STEM)
        2.4.3 比表面積(BET)和孔徑分布的測定
        2.4.4 X射線光電子能譜(XPS)
        2.4.5 X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)光譜XAFS能譜
        2.4.6 核磁共振
    2.5 催化反應(yīng)評價
        2.5.1 催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)
        2.5.2 分析方法及條件
第3章 Re₂O₇催化轉(zhuǎn)化木質(zhì)素芳醚鍵
    3.1 反應(yīng)條件篩選
        3.1.1 不同催化劑反應(yīng)活性比較
        3.1.2 反應(yīng)壓力影響
        3.1.3 溶劑影響
    3.2 底物擴展
    3.3 反應(yīng)路徑研究
    3.4 木質(zhì)素提取及Re₂O₇催化轉(zhuǎn)化
        3.4.1 有機木質(zhì)素提取
        3.4.2 木質(zhì)素紅外表征
        3.4.3 解聚有機松木木質(zhì)素
        3.4.4 2D-HSQC-NMR表征
        3.4.5 MALDI-TOF表征
        3.4.6 GPC表征
    3.5 本章小結(jié)
第4章 ReOx/AC催化轉(zhuǎn)化木質(zhì)素芳醚鍵
    4.1 催化劑表征
        4.1.1 N₂-物理吸附
        4.1.2 電鏡表征
    4.2 反應(yīng)條件篩選
        4.2.1 不同載體影響
        4.2.2 不同溶劑影響
        4.2.3 Re擔載量影響
        4.2.4 反應(yīng)時間影響
        4.2.5 反應(yīng)溫度影響
        4.2.6 反應(yīng)壓力影響
    4.3 催化轉(zhuǎn)化不同木質(zhì)素模型化合物
        4.3.1 催化轉(zhuǎn)化不同木質(zhì)素α-O-4模型化合物
        4.3.2 催化轉(zhuǎn)化不同木質(zhì)素β-O-4模型化合物
        4.3.3 木質(zhì)素β-O-4模型化合物反應(yīng)路徑探索
    4.4 反應(yīng)機理研究
        4.4.1 XPS表征
        4.4.2 XAFS表征
        4.4.3 催化劑循環(huán)反應(yīng)結(jié)果
    4.5 真實木質(zhì)素轉(zhuǎn)化
        4.5.1 堿式木質(zhì)素提取
        4.5.2 真實木質(zhì)素紅外表征
        4.5.3 定性和定量解聚產(chǎn)物
        4.5.4 2D-HSQC-NMR表征
        4.5.5 MALDI-TOF表征
        4.5.6 GPC表征
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況
致謝



本文編號：3806461