导　　师： 李雪辉

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 近年来,全球环境问题和能源危机日益严重,我国加快了能源结构转型,逐渐减少对传统化石资源的依赖,重点开发和利用清洁能源。在众多清洁能源中,生物质作为唯一含碳可再生绿色能源,被认为最有潜力替代化石原料进行大规模工业生产。同时,生物质能的高值化利用对于保障我国的可持续发展和低碳经济具有十分重要的意义。作为生物质的重要组分之一,木质素是自然界中含量最丰富的芳香族天然高分子聚合物,其分子中含有大量官能团,通过解聚可转化为酚类单体等多种高附加值化学品。因此,实现木质素的增值是生物质利用的重要途径。然而,当前木质素转化化学品的过程中存在产物多,选择性差的技术问题。针对这些问题,本文构建了系列木质素催化解聚的反应体系,通过对催化剂与催化体系的设计实现了木质素的高选择性转化。具体研究内容如下:(1)构建了Ni/MgO催化剂,考察了其对蔗渣木质素选择性加氢解聚的效果。实验结果表明,在最佳反应条件下,木质素的转化率达到93.40%,单酚收率为14.97%,其中单元酚产物4-乙基苯酚收率高达6.33%。为了探究木质素在解聚过程中的结构演变规律,我们进一步采用HSQC,NMR,FT-IR,GPC,ANO和元素分析等手段对木质素反应前后的结构进行了对照分析,结果发现,在组成木质素的结构单元(H,G和S)中,H单元最容易解聚并发生大量转化,这也是产物中4-乙基苯酚高选择性的主要原因,相对而言,G和S木质素的解聚相对温和,因此,该催化体系实现了木质素的高选择性转化。另外,我们提出了木质素解聚的可能路径。(2)为了提高产物选择性,降低残渣率,我们进一步构建了Cu-Ni双金属催化剂体系。通过实验发现,Cu的加入,可显著降低催化剂的用量(减少50%),并提高催化剂的活性。在最优条件下,木质素转化获得15.66%的芳香类产物,其中4-乙基苯酚

关 键 词： 木质素 催化加氢 乙基苯酚 反应路径

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