木质素及其模化物催化加氢脱氧研究进展

木质纤维素类生物质是重要的可再生原料,可通过多种转化途径转化为燃料或精细化工品。木质素作为木质纤维素物质的重要成分之一,因其结构复杂,其利用一直没有得到很大突破。笔者以木质素及其模化物催化加氢脱氧制取化工品为着眼点,按催化剂种类综述了国内外木质素及其模化物催化加氢脱氧研究进展情况,并对其进行了分析评价,指出了木质素催化加氢脱氧的研究重点。

渗滤与间歇高温液态水预处理甘蔗渣的对比研究

以甘蔗渣为原料,采用自主搭建的连续渗滤试验台,考察反应温度、反应时间、反应液流量对甘蔗渣水解情况的影响。实验发现水解液中木聚糖主要以低聚木糖的形式存在,其所占总木糖的比例主要与反应温度和反应液流量相关,高处理温度、低流量易于生成木糖并进而生成副产物,说明木聚糖在高温液态水中的水解路径为:木聚糖—低聚木糖—木糖—糠醛等。通过实验确定180℃是最合适的反应温度,反应液流量为30 m L/min,15 min获得具有4.17 g/L总木糖的水解液,此时总木糖收率可达93.95%。与间歇搅拌反应形式中的水解情况进行对比分析发现,在相同处理效果的前提下连续渗滤反应形式耗水量更大,但渗滤反应形式可获得更高的木糖收率,残渣酶解率、总糖收率均高于间歇法,副产物生成量也低于间歇反应形式。

钯炭催化木质素模型化合物愈创木酚加氢脱氧制备烷烃

针对木质素催化加氢脱氧制备烃类燃料,以木质素模型化合物愈创木酚催化加氢脱氧制备烷烃为模型反应,研究了活性炭负载Pd、Pt、Ru、Rh金属催化剂,在磷酸溶液中催化愈创木酚加氢脱氧制备烷烃的反应性能。结果表明,Pd/C催化剂显示了较高的催化活性,在催化剂用量0.02g,反应温度225℃,磷酸质量分数0.5%,氢气压力5MPa的条件下反应1h,烃类产物(环己烷和甲基环戊烷)收率可达78%。建立了催化愈创木酚加氢脱氧制备烷烃反应的动力学模型,并得到Pd/C催化愈创木酚转化反应各步的反应速率常数和表观活化能。其中,愈创木酚部分加氢脱氧反应活化能为60.1kJ/mol,含氧产物深度加氢脱氧反应活化能为73.6kJ/mol。研究结果为进一步研究木质素制备烃类燃料提供了参考。