纳米氧化铕催化氧化木质素制备芳香化合物的研究

木质素是唯一大规模可再生的芳香化合物来源,同时具有不可食用、来源广泛和价格低廉等优势。定向催化氧化解聚木质素可以得到用途广泛的芳香醛、酸、酯类化合物。催化剂是定向催化解聚木质素的关键,稀土氧化物在催化氧化反应中表现出独特的性质,但是纳米稀土氧化物在木质素的多相催化解聚的性能鲜见报道。本文采用水热法制备了纳米颗粒氧化铕(Eu2O3)催化剂,首先对木质素模型分子2-(2,6-二甲氧基苯基)-1-苯乙醇(dp-ol)进行了催化氧化,得到了最佳催化条件(220℃,1 MPa氧气,50%的甲醇水溶液,4小时)和最高转化率(72.24%)。GC-MS检测主要产物为苯甲酸、苯甲酸甲酯、苯乙酮,证明木质素模型分子中的β-O-4键和Cα-Cβ键均发生了断裂。其次使用该催化剂对真实木质素进行催化氧化解聚,得到主要产物为丁二酸二甲酯、2-甲氧基丁二酸二甲酯、均苯四甲酸四甲酯等产物。纳米Eu2O3颗粒催化剂易于制备,价格低廉,具有良好的研究价值与应用前景。

载体和反应条件对生物油模型分子苯酚的加氢去氧性能影响

采用活性炭(AC)、碳纳米管(CNT)、石墨烯(RGO)和类石墨相氮化碳(g-C3N4)为载体制备Pd负载型催化剂,我们研究了载体和反应条件对生物油的催化加氢去氧性能(HDO)的影响。通过制备Pd负载型催化剂,分别实验探讨了4类载体对HDO反应的影响规律。结果表明:当活性炭和碳纳米管作为载体时,在反应温度达到150℃~180℃时才表现出较好活性,并且对加氢产物环已醇和环已烷的选择性相差不大,表明这2种载体与Pd的协同效应有限;而石墨烯和类石墨烯氮化碳为载体时,在90℃~110℃范围内即展现良好活性,且对加氢产物环已烷的选择性明显高于环已醇,尤其是Pd/g-C3N4的选择性达到85.4%,表明其与Pd的协同效应最好。

磷钨酸催化氧化木质素制备芳香醛的研究

木质素是唯一可大规模再生的芳香化合物资源,对木质素进行定向催化氧化解聚,可以制备得到芳香醛等化合物,用于重要的平台分子和精细化学品,有望为石油煤炭等不可再生资源的替代提供思路与方案。磷钨酸同时具备氧化性和酸性,其在有机溶剂中对木质素的催化氧化性能目前还未见有详细报道。本文通过正交实验设计等方法,讨论了磷钨酸对木质素模型分子的催化氧化性能,探讨了其催化机理。结果表明最优条件为甲醇:水(mL:mL) = 50:50,反应温度100℃,氧气压力1.5 MPa,反应时间3小时,转化率达到了91.3%。模型分子中的C-O键和C-C键均被催化断裂。在该条件下,将该催化剂应用于真实木质素的催化氧化反应中,得到的主要产物为酚类和芳香醛类,且产物分布较为集中。本文通过实验表明,磷钨酸对木质素的催化氧化解聚具有良好的活性和选择性,在木质素的转化与精制过程中具有良好的研究和利用价值。