【摘 要】
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在世界能源危机大背景下,在“碳达峰”、“碳中和”远景目标下,作为唯一含碳且可再生的生物质资源越发引起研究者的关注。生物质经快速热解得到的生物油凭借其低硫、氮含量以及CO2平衡的中性燃烧等特点具备作为绿色燃料的潜力,但是生物油相较于常规燃油具有含氧量、酸度和粘度值较高及热值较低等缺点,因此必须对生物油进行提质升级。鉴于生物油极为复杂的组成,本论文提出先对生物油梯级萃取再进行萃取相加氢提质的新升级策略
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在世界能源危机大背景下,在“碳达峰”、“碳中和”远景目标下,作为唯一含碳且可再生的生物质资源越发引起研究者的关注。生物质经快速热解得到的生物油凭借其低硫、氮含量以及CO2平衡的中性燃烧等特点具备作为绿色燃料的潜力,但是生物油相较于常规燃油具有含氧量、酸度和粘度值较高及热值较低等缺点,因此必须对生物油进行提质升级。鉴于生物油极为复杂的组成,本论文提出先对生物油梯级萃取再进行萃取相加氢提质的新升级策略。具体研究内容和结果如下:（1）生物油萃取分离的核心是萃取剂的选择,需探寻合适的萃取剂以实现生物油两相的分离。经大量溶剂的筛选,最终选择使用水和CH2Cl2作为萃取剂以不同萃取顺序实现对生物油的梯级萃取,并将生物油分割成十二种萃取相。借助一系列表征完成对生物油萃取相物理特性及其组成的充分认知。（2）基于生物油萃取相表征结果,选用生物油水溶相（WSBO）进行采用热化学和电化学手段的催化加氢精制研究。在热化学加氢脱氧（HDO）过程中Pd/C催化剂使产物富集醇羟基,Pt/C催化剂对WSBO增碳脱氧效果最为显著,Ru/C催化剂可有效提升产物中低碳数化合物的含量。使用Pd/NF、Ru/NF和Pt/NF催化剂电化学加氢（ECH）提质对WSBO糖类的还原效果较差,但Ru/NF催化剂可以明显改善WSBO的腐蚀性、稳定性和抗结焦性。（3）由于Ru/NF催化剂比表面积极低,因而采用浸渍法将Ru活性相负载到采用蒸发诱导自组装（EISA）方法制备的Ni-Ni O-Al2O3/NF复合载体上的方案,成功制备出较小Ru颗粒且分散度高的具有高比表面积的Ru/Ni-Ni O-Al2O3/NF催化剂。并探究了催化剂中Ni含量对WSBO的ECH性能影响。Ni含量为10%的催化剂加氢增碳脱氧效果最好,Ni含量为30%时催化剂导电性最差,使ECH后WSBO的氢碳有效比值(H/Ceff)较低,Ni含量为40%时的催化剂可明显降低糖类和羰基化合物含量并提高醇羟基含量,WSBO稳定性提高并使H/Ceff达到最高。
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