脂肪酸(酯)非臨氫催化脫羧反應(yīng)研究.pdf

1、能源是人類社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)，隨著石油、煤炭、天然氣等化石能源的日益消耗，尋求替代資源已成為當(dāng)今世界一個(gè)迫切需要解決的課題。第二代生物燃油通過油脂脫氧制備，主要成分為含8-22碳的烴類化合物，由于其不合氧、熱值高，與車用燃油可以任何比例混合同時(shí)可作為航空燃油的替代品，已成為生物質(zhì)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。目前從油脂出發(fā)制備第二代生物燃油的主流方法為植物油的加氫脫氧，主要存在原料成本高和氫耗大的問題，因此，氫耗小、成本低且具有處理低品位油脂前景的油脂脫

2、羧反應(yīng)備受關(guān)注。
　　本論文以長鏈脂肪酸及酯為模型物質(zhì)，全面開展了模型物質(zhì)非臨氫催化脫羧制備脂肪烴的研究，包括金屬催化劑制備、催化劑活性評(píng)價(jià)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、脫羧工藝條件優(yōu)化等方面。以期制備高效廉價(jià)耐用的脫羧催化劑，揭示催化脫羧反應(yīng)的規(guī)律性，闡述催化脫羧的反應(yīng)機(jī)理，建立高效的長鏈烷烴制備的新方法，推動(dòng)第二代生物燃油低成本、高效率制備的工業(yè)化進(jìn)程。
　　首先，制備了五種不同的Pt/C催化劑并進(jìn)行了高溫液態(tài)水中硬脂酸脫羧反應(yīng)的活性評(píng)

3、價(jià)。考察了其中兩種活性較好的催化劑（Pt/C-H202-EG-24h，Pt/C-H202-HCHO-2h）催化下不同反應(yīng)時(shí)間、不同催化加量對(duì)硬脂酸脫羧的影響。結(jié)果表明:經(jīng)H202氧化處理的活性炭比表面積、中孔孔容均大于經(jīng)HN03氧化處理的活性炭;與HCHO相比，還原劑乙二醇更有助于Pt顆粒在活性炭的分散;還原時(shí)間對(duì)催化劑活性也有一定影響。
　　其次，開展了商品級(jí)Pt/C催化脂肪酸酯脫羧的工藝研究?？荚u(píng)了苯乙腈、水、十二烷、環(huán)己烷、

4、甲醇介質(zhì)下及無介質(zhì)狀態(tài)下，商品級(jí)Pt/C對(duì)硬脂酸酯催化脫羧的催化活性;考察了水熱條件下不同脂肪酸酯在Pt/C催化下的催化脫羧的反應(yīng)行為，并將Pt/C應(yīng)用于水熱條件下微藻油脂的催化脫羧。結(jié)果表明:Pt/C與高溫液態(tài)水具有協(xié)同催化作用;酯在水熱條件下先快速水解生成脂肪酸，再進(jìn)行脫羧生成脂肪烴。Pt/C有較好的催化脫氧作用，對(duì)微藻油脂直接水熱脫氧有一定的效果。
　　接著，制備碳納米管負(fù)載Pt催化劑（Pt/MWCNTs），研究了高溫液態(tài)水

5、中Pt/MWCNTs催化硬脂酸脫羧的動(dòng)力學(xué)，通過對(duì)催化劑反應(yīng)前后的一系列表征獲得催化劑的結(jié)構(gòu)信息，并考察了不同碳鏈長度對(duì)飽和脂肪酸脫羧的影響。結(jié)果表明:Pt/MWCNTs催化硬脂酸脫羧生成十七烷的選擇性為97％;此反應(yīng)為擬一級(jí)反應(yīng)，表觀活化能為114kJ/mol;C12-C22的脂肪酸在Pt/MWCNTs催化下脫羧生成相應(yīng)的脂肪烴，選擇性隨碳鏈長度的不同有所變化。
　　最后，選取硬脂酸作為模型物質(zhì)，考評(píng)了Ni、Cu、Mg等各類非貴