基于解聚和加氢协同的生物质催化转化研究
化石资源的消耗与其带来的环境问题使人们对于可再生能源的需求更加迫切，比如木质纤维素类生物质的利用。生物质原料解聚和原位加氢的协同作用是木质纤维素类生物质转化的有效方式。加氢催化剂存在的同时，酸碱催化剂加入有助于碳水化合物的解聚。同时，加氢解聚也适用于原生木质素和Kraft木质素的转化，并可以得到较高收率的生物油。本文探讨了四种碳水化合物和木质素的转化路径:(1)碳水化合物在HOTf-Ru/C催化体系中可以有效解聚，其糖苷键断裂较为明显。这个体系的原料适用性较好，其中以松木为原料可以得到高收率的生物油。其有效氢碳比为1.24，满足现有生物炼制体系中共炼的标准;(2)碳水化合物在Ru/C和碱金属离子协同作用下可以一步法转化为含氧支链化合物。在原料/碱比值较低，且K+和甲醇存在条件下，异丁偶姻为主要产物。通过一系列模型化合物的研究并结合同位素标记法，可推导出异丁偶姻的生成机理。而异丁偶姻可以作为高品位汽油的前驱体和高附加值化合物;(3)木质素为先新型生物炼制体系可优先将木质素组分转化为木质素油，而碳水化合物以固体形式保留。Ru/SiC适用于这个体系，催化性能与商业化Ru/C相当，并且可以通过焙烧的方式实现催化剂的回收利用;(4)Kraft木质素在NiW/SiC催化剂的作用下可以发生高效解聚。在相同反应条件下，NiW/SiC的催化性能要比NiW/C更为温和，并能得到更高的油收率。同时可以通过焙烧和酸洗的方式实现催化剂的回收利用，在重新补充4wt％Ni组分后，NiW/SiC可以恢复原本的催化性能。
碳水化合物;加氢解聚;木质素;酸碱催化;生物质转化
北京化工大学
硕士
环境工程
方云明;胡强
2018
中文
O643.3
97
2018-09-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）