發(fā)展綠色可再生能源被認為是解決化石資源短缺問題主要方向,利用生物質資源制備化學品或者燃料己經成為重要途徑,其中,纖維素由于其產量大、分布廣而受到廣泛關注。利用催化劑催化轉化是實現纖維素的高效應用的重要方法,然而現如今纖維素有效降解的方法都存在一些弊端,因此,尋找一種效率高,反應條件溫和,綠色,成本低,可回收利用的催化劑將對纖維素的高效利用和可再生能源發(fā)展具有很大程度的推動作用。金屬有機骨架(Metal Organic Frameworks,MOFs)材料是一種新型復合材料,因其具有大的比表面積,結構可調及豐富的不飽和金屬位點等特點而廣泛運用于催化領域。然而MOFs材料不易分散、難回收等問題制約了其實際使用。本論文在綜合大量相關文獻的基礎上,以具有大比表面積,穩(wěn)定的熱化學性質和強大機械強度的石墨烯為載體,通過原位合成的方法合成了多種MOFs@三維石墨烯(MOFs@3D-rGO)復合催化材料,并用于高效催化秸稈纖維素降解為小分子酸的反應中,主要研究內容如下:1.使用一鍋法在3D-rGO基質中原位生長MIL-101(Cr),通過控制MIL-101(Cr)與 3D-rGO 的比例合成了 MIL...

【文章頁數】：83 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 本論文的研究目的、內容、意義
        1.2.1 研究目的及主要內容
        1.2.2 研究意義及創(chuàng)新點
第二章 文獻綜述
    2.1 生物質資源
        2.1.1 生物質資源概述
        2.1.2 秸稈生物質概述
        2.1.3 秸稈的預處理方法
    2.2 纖維素的結構及其溶解體系
        2.2.1 纖維素的結構
        2.2.2 纖維素的溶解體系
    2.3 纖維素的轉化方法
        2.3.1 物理轉化法
        2.3.2 生物轉化法
        2.3.3 熱化學轉化法
    2.4 纖維素轉化制取小分子酸的研究
        2.4.1 甲酸
        2.4.2 乙酸與草酸
    2.5 金屬有機框架材料(MOFs)
        2.5.1 MOFs概述及分類
        2.5.2 MOFs中催化活性位點的引入
        2.5.3 MOFs催化纖維素的研究進展
    2.6 石墨烯
        2.6.1 石墨烯與其三維結構的構造
        2.6.2 三維石墨烯負載MOFs作為催化劑的研究進展
第三章 實驗材料與方法
    3.1 實驗藥品
    3.2 實驗儀器
    3.3 表征手段
        3.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        3.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)與能量色散X射線光譜分析(EDS)
        3.3.3 場發(fā)射投射電子顯微鏡(TEM)
        3.3.4 熱重分析(TGA)
        3.3.5 X射線光電子能譜分析(XPS)
        3.3.6 傅立葉紅外光譜分析(FT-IR)
        3.3.7 比表面及孔隙度分析(BET)
        3.3.8 拉曼光譜分析(Raman)
        3.3.9 程序升溫化學吸附儀(TPD)
        3.3.10 高效液相色譜分析(HPLC)
        3.3.11 原子吸收分光光度計分析(AAS)
    3.4 實驗方法
        3.4.1 秸稈中纖維素的提取及其水溶液的制備
        3.4.2 MIL-101(Cr)@3D-rGO系列材料的制備
        3.4.3 MIL-101(Fe)@3D-rGO系列復合材料的制備
        3.4.4 纖維素催化轉化實驗
第四章 MIL-101(Cr)@3D-rGO復合催化劑的制備及其用于秸稈纖維素的催化轉化
    4.1 引言
    4.2 催化劑的表征結果分析
        4.2.1 SEM分析
        4.2.2 XRD分析
        4.2.3 FT-IR分析
        4.2.4 TGA分析
        4.2.5 復合催化劑的拉曼及NH3-TPD分析
        4.2.6 催化劑的比表面積及孔徑分析
        4.2.7 XPS分析
    4.3 復合催化劑對秸稈纖維素催化轉化為小分子酸的結果分析
        4.3.1 不同催化劑的催化性能比較
        4.3.2 復合催化劑在不同降解條件下的催化性能研究
        4.3.3 催化劑的循環(huán)利用性和穩(wěn)定性研究
    4.4 纖維素的催化轉化途徑與機理
    4.5 本章小結
第五章 MIL-101(Fe)@3D-rGO的結構設計及其用于秸稈纖維素的催化轉化性能研究
    5.1 引言
    5.2 復合催化劑的表征結果分析
        5.2.1 SEM與EDS表征分析
        5.2.2 復合材料的XRD表征分析
        5.2.3 復合材料的FT-IR表征分析
        5.2.4 XPS表征分析
        5.2.5 復合材料的比表面積及孔徑分析
    5.3 功能化復合催化劑催化轉化纖維素為小分子酸的性能對比
    5.4 本章小結
第六章 結論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間學術成果目錄
學位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3745586