【摘要】：煤炭資源是重要的化石燃料,長期以來為人類社會(huì)的生存發(fā)展提供了大量豐富的能源。以褐煤為代表的低階煤,具有水分和灰分高、熱值低,直接作為燃料利用時(shí),污染高效率低。因此,提高褐煤的高效清潔利用,同時(shí)增加產(chǎn)品的附加值,具有十分重要的意義。本文利用褐煤中腐植酸含量高、含氧官能團(tuán)豐富的特點(diǎn),通過NaOH溫和處理使褐煤發(fā)生部分解聚,并利用解聚物中的含氧酸性官能團(tuán)與過渡金屬鋯的配位作用,制備了不同種類的褐煤解聚產(chǎn)物—鋯催化劑。詳細(xì)考察了不同的解聚產(chǎn)物組分、催化劑制備條件和反應(yīng)條件對(duì)催化劑性能的影響。針對(duì)褐煤的結(jié)構(gòu)和組成特點(diǎn),分別提取褐煤中的游離腐植酸(HAf)和總腐植酸(HAt)并進(jìn)行鋯基催化劑制備。將催化劑用于生物質(zhì)乙酰丙酸乙酯(EL)的催化轉(zhuǎn)化生成γ-戊內(nèi)酯(GVL),優(yōu)化反應(yīng)條件,均取得良好的催化效應(yīng)。使用Zr-HAf催化劑時(shí),EL轉(zhuǎn)化率為92.7%,γ-戊內(nèi)酯(GVL)的產(chǎn)率90.1%;使用Zr-HAt催化劑時(shí),轉(zhuǎn)化率92.8%,產(chǎn)率92.6%。為了合理利用資源,我們?cè)囍押置禾崛∮坞x腐植酸后的固體殘余物(SRf)和提取總腐植酸的固體殘余物(SRt)制備催化劑,在優(yōu)化反應(yīng)條件下,Zr-SRf催化反應(yīng)時(shí),EL的轉(zhuǎn)化率92.4%,γ-戊內(nèi)酯(GVL)的產(chǎn)率92.0%;以Zr-SRt催化劑時(shí),轉(zhuǎn)化率95.4%,產(chǎn)率92.0%。催化劑均可重復(fù)使用11次以上而催化活性基本不變,異質(zhì)性實(shí)驗(yàn)說明它們都是非均相反應(yīng)。鑒于褐煤衍生物所得的腐植酸和固體殘余物分別制備鋯基催化劑時(shí)均具有良好的催化性能,為了提高褐煤利用率、簡化催化劑的制備操作過程,對(duì)褐煤NaOH處理后的混合物不經(jīng)分離直接制備Zr-SL~+催化劑�？疾炝瞬煌幚�?xiàng)l件對(duì)所得催化劑性能的影響,并對(duì)所得催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析。在優(yōu)化催化反應(yīng)條件下,EL轉(zhuǎn)化率為92.2%,產(chǎn)率92.0%。催化劑可多次重復(fù)使用,是非均相反應(yīng)。催化劑活性受到催化劑中鋯含量、催化劑比表面積和表面酸性位點(diǎn)的共同影響。所制備催化劑能夠用于其它羰基化合物的催化轉(zhuǎn)化,如糠醛制備糠醇,己醛制備己醇,2-己酮制備2-己醇等,底物轉(zhuǎn)化率均達(dá)93.0%以上,表明催化劑有良好的底物普適性。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ426;TD849.2
【圖文】：

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 1-2 褐煤結(jié)構(gòu)模型）。長時(shí)間在空氣中極易造成風(fēng)化，不易儲(chǔ)存和運(yùn)輸，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體和生成固體殘?jiān)w粒物，對(duì)空氣環(huán)境污染嚴(yán)重[10-13]。我國在煤炭開采方面有著悠久的歷史，褐煤儲(chǔ)量豐富，已成為我國主要使用的煤種，褐煤的煤化程度低，燃燒時(shí)會(huì)有大量的濃煙、黑灰等顆粒物飄在空中，如果不經(jīng)過洗煤和提煉預(yù)處理，大量使用劣質(zhì)褐煤會(huì)導(dǎo)致我國霧霾問題日益嚴(yán)重。

圖 1-2 褐煤結(jié)構(gòu)模型）。長時(shí)間在空氣中極易造成風(fēng)化，不易儲(chǔ)存和運(yùn)輸，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體和生成固體殘?jiān)w粒物，對(duì)空氣環(huán)境污染嚴(yán)重[10-13]。我國在煤炭開采方面有著悠久的歷史，褐煤儲(chǔ)量豐富，已成為我國主要使用的煤種，褐煤的煤化程度低，燃燒時(shí)會(huì)有大量的濃煙、黑灰等顆粒物飄在空中，如果不經(jīng)過洗煤和提煉預(yù)處理，大量使用劣質(zhì)褐煤會(huì)導(dǎo)致我國霧霾問題日益嚴(yán)重。圖 1-1 褐煤光學(xué)照片F(xiàn)igure 1-1 Optical graph of lignite

褐煤蠟是指褐煤經(jīng)有機(jī)溶劑抽提所得的抽提物。用于制造涂料、油漆、橡膠添加劑、潤滑油和高級(jí)蠟紙的原料等。圖1-3 褐煤的利用Figure 1-3 Utilization of lignite褐煤含有豐富的原生腐植酸和采出后經(jīng)風(fēng)化、氧化而增加的次生腐植酸。腐植酸是一種具有弱酸性的膠體物質(zhì)與金屬離子合金屬氫氧化物反應(yīng)生成的絡(luò)合物和螯合褐煤

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 馬斌;劉景輝;張興隆;;褐煤腐殖酸對(duì)旱作燕麥土壤微生物量碳、氮、磷含量及土壤酶活性的影響[J];作物雜志;2015年05期

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本文編號(hào)：2795579