CaO/Al2O3/Fe3O4催化的麦秆醇解的机理

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qifasoft2009
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生物质高压催化醇解是制备生物油和化学品的一种有效手段,对于实现其综合高效利用具有极大的现实意义。本课题以麦秆为原料,以醇解产物收率和生物油主要组成为指标,分别考察了溶剂(甲醇和乙醇)和催化剂(CaO、Al2O3、Fe3O4、CaO/Al2O3、CaO/Fe3O4、Al2O3/Fe3O4和CaO/Al2O3/Fe3O4)对麦秆醇解的影响,在此基础上分别以纤维素、半纤维素和木质素为模型化合物,讨论了上述催化剂催化麦秆醇解的机理。在超临界条件下,纤维素和半纤维素首先解聚、开环、断裂成小分子化合物,一部分化合物缩聚成长链化合物,另一部分脱水和成环生成环戊酮、醇、酚和烃等;木质素首先断裂成烷氧基苯、酚衍生物和侧链中间体,一部分中间体缩聚成脂肪族化合物,另一部分脱水、环化生成醇和环酮;产物中的酸与醇生成甲酯或乙酯;由于乙醇的空间位阻较甲醇的大,所以超临界乙醇中乙酯的相对百分含量低于甲醇中的甲酯。在催化纤维素、半纤维素和木质素醇解过程中,CaO促使醇解离出氢,同时脱去羧基。Al2O3在三大组分甲醇解中表现出与CaO相同的性质;在纤维素的乙醇解中,主要表现出弱酸性,抑制醇解离出氢;在木质素的乙醇解中起到与在甲醇中相同的作用。催化剂CaO/Al2O3中,CaO和Al2O3协同作用于纤维素、半纤维素和木质素的甲醇解;而在纤维素和半纤维素乙醇解中,只有CaO起到催化作用,促使乙醇解离出氢;在木质素的乙醇解过程中,CaO/Al2O3起到的催化作用与在甲醇中一致。CaO/Fe3O4、Al2O3/Fe3O4和CaO/Al2O3/Fe3O4催化纤维素、半纤维素和木质素醇解时,分别主要表现出CaO和Al2O3的催化作用,Fe3O4只是起到磁性基体的作用。
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