木质素催化快速热解的解聚增值研究进展

木质素是一种复杂的三维非晶态天然芳香聚合物,将其转化为生物燃料替代传统化石能源方面展现出巨大潜力。热解技术已被证实是将木质素转化为高值化学品的有效途径,然而,直接热解过程中普遍存在产物选择性低、产物稳定性差等难题,这些问题限制了木质素的高效转化及工艺经济性。目前,催化快速热解技术在克服上述挑战方面已经取得了显著进展。本文详细阐述了木质素的基本结构单元与其多样的连接模式,介绍了木质素的主要来源和不同种类。基于木质素的热解特性,对其热解过程的关键阶段(初始阶段、主要阶段和碳化阶段的演变)进行了深入阐述。本文还对催化快速热解的必要性进行了探讨,并对常用催化剂进行了全面介绍和综述。最后,对木质素催化快速热解在解聚和增值方面的未来发展方向进行了展望。

生物质催化快速热解制备芳烃的研究进展

随着化石燃料资源的短缺和温室气体效应的加剧,木质纤维素生物质作为一种来源广泛、碳中性的新能源受到世界各国的关注.近来,新出现的催化快速热解技术,可以将木质纤维素生物质经过催化快速热解反应直接转化成高附加值的芳烃化合物,是一项极具发展潜力的生物质能源利用新技术.本综述主要关注的是生物质催化快速热解中的催化化学及新进展.

改性HZSM-5催化微波预处理竹木快速热解

首先采用微波对生物质竹木进行了预处理,然后浸渍法制备了P/Ni-HZSM-5二元复合催化剂,在Py-GC/MS上探究其催化微波预处理竹木快速热解性能。采用N_2吸附-脱附、NH_3-TPD、XRD等表征手段分析P、Ni元素改性对于催化剂的酸性、孔道分布和晶体结构等的影响,同时探究了微波预处理温度、P和Ni两种元素负载量等因素对于热解反应及产物分布的作用。结果表明:微波预处理竹木有助于提高竹木热解转化效率,并优化产物组分分布;适量P元素负载能够显著提高催化剂的抗结焦性能以及热解产物芳香烃中单环芳烃的选择性;负载Ni元素能够提高催化剂的芳构化能力从而获得更多的芳香烃产率以及对单环芳烃的选择性,同时降低酮类物质含量。当微波预处理温度为130℃,P负载量为2.5%,Ni负载量为2%时,获得较高芳香烃产率(32.38%)、最高单环芳烃选择性(82.13%)、最低酸含量(4.61%)和最低酮类物质含量(9.17%),而此时催化剂结焦量由未改性的6.21%降至3.77%。

葡萄糖催化热解制备左旋葡萄糖酮特性研究

催化热解制备左旋葡萄糖酮(LGO)是生物质制备高值化学品的重要方法。开发了一种新型的金属磺化炭催化剂用于高效制备LGO,并研究了热解温度、催化剂与生物质的比例以及金属盐类型对左旋葡萄糖酮生成的影响,研究表明:金属磺化炭明显促进了LGO的选择性,在Ce-SC催化剂作用下,催化热解温度为300℃、原料/催化剂比例为1∶1时,LGO的含量达到了82%;在Co-SC催化剂作用下,催化热解温度为400℃、原料/催化剂比例为1∶1时,LGO的含量达到了64%。

纤维素和甲醇共催化热解制备对二甲苯（英文）

本文对纤维素和甲醇在不同金属氧化物改性的ZSM5催化剂作用下共催化快速热解实现一步制备可再生对二甲苯的过程进行了研究.结果表明,镧改性的ZSM5催化剂是生产生物基对二甲苯的有效催化剂.对二甲苯的选择性和产率主要由催化剂酸性、反应温度和甲醇含量决定.在20%La2O3-ZSM5(80)催化剂作用下,纤维素与33wt%甲醇共催化快速热解获得对二甲苯的最高收率和对二甲苯/二甲苯的最高比率分别为14.5C-mol%和86.8%.本文详细研究了催化热解过程中催化剂的失活,基于产物的分析和催化剂的表征提出了由纤维素制备对二甲苯的可能反应途径.

气氛对快速催化热解生物质的影响

通过测定两种气氛下(氮气和二氧化碳)的催化热解(HZSM-5为催化剂)的产率,并利用气质联用仪(GC/MS)分析热解油的成分,研究这两种热解气氛对快速催化热解生物质(玉米杆)的产率和液体产物的影响差异。结果表明:改变热解气氛对结果产生明显影响,CO2气氛对催化热解不利,该气氛下的固液气产率分别为30.30%,37.89%,31.81%,CO2促使快速催化热解的液体产量降低,促进水相产物的生成。对催化热解油的分析发现CO2气氛抑制了HZSM-5的去氧和芳香化催化作用,同时促进稠环芳烃的生成,使产物结构复杂化。