《超臨界甲醇中木質生物質一鍋催化轉移加氫製備醇類》是依託昆明理工大學，由包桂蓉擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超臨界甲醇中木質生物質一鍋催化轉移加氫製備醇類
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：包桂蓉
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
生物質高效地轉化為燃料或化學品一直是人們所關注的構建可持續發展社會的關鍵技術之一。本項目提出通過創製具有甲醇重整和加氫/氫解雙功能的催化材料，將木質生物質所有成分在超臨界甲醇中通過一鍋催化轉移加氫轉化製備醇類的思路。在對甲醇催化重整組分和催化加氫組分篩選的基礎上，利用先進手段對其進行複合製備與最佳化；研究催化材料的成分和微環境與其催化性能的關係，獲得其功能調控規律；探索木質生物質在超臨界甲醇中一步催化轉移加氫解聚的機理和反應動力學；最佳化反應體系，獲得典型木質生物質轉化的最優反應條件。本項目推出了一種過程簡單且獨特的，能同時將生物質所有成分轉化成醇類的方法，適合生物質分布廣的特點，可為生物質的有效利用提供新的思路和基礎數據。
結題摘要
本項目提出通過創製具有甲醇重整和加氫/氫解雙功能的催化材料，將木質生物質所有成分在超臨界甲醇中通過一鍋催化轉移加氫轉化製備醇類的思路。研究催化材料的成分和微環境與其催化性能的關係，獲得其功能調控規律；探索木質生物質在超臨界甲醇中一步催化轉移加氫解聚的機理和反應動力學；最佳化反應體系，獲得典型木質生物質轉化的最優反應條件。首先製備得到了Cu/Zn/Al，Cu/Mg/Al,磁性Fe3O4@ Cu/Mn/Al等複合金屬氧化物催化劑，通過TG/DTG、BET、XRD、H2-TPR和FTIR等研究手段探究了催化劑性能，從而最佳化並確定適合的製備工藝。其次，對木質生物質纖維素、木質素以及半纖維素的模型物進行超臨界甲醇中一鍋催化轉移加氫轉化進行研究，獲得了纖維素的轉化率99%，C3~C7高級醇含量達50.72%，木質素的轉化率為94.67%，醇類含量為53.84%，以及半纖維素模型物D-(-)-阿拉伯糖的轉化率為99.65%的結果。在研究纖維素和木質素液化相互影響試驗中發現木質素和纖維素在降解過程中會爭奪氫源，木質素的加入使得游離氫首先被消耗在木質素的分解反應中，從而使得纖維素轉化為醇的過程中的中間產物酮類加氫不足，醇類產量下降。最終，對纖維素在超臨界甲醇中催化液化進行動力學分析，計算得到Cu/Zn/Al複合氧化物在超臨界甲醇中催化液化纖維素的活化能為90.25kJ/kmol。採用量子化學的方法，探討了木質素模型物2,3-二氫苯並呋喃的液化反應路徑。研究結果為探索新型的生物質液化途徑提供了參考。
