酸性介孔分子篩催化制備蒎烯類生物質(zhì)高密度燃料研究.pdf

1、蒎烯作為一種可再生的生物質(zhì)能源，在合成生物質(zhì)高密度燃料方面具有巨大潛力。本文研究了酸性介孔分子篩催化劑對(duì)蒎烯異構(gòu)及二聚反應(yīng)的影響，并對(duì)該反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行探討；通過加氫反應(yīng)制備了氫化松節(jié)油和蒎烷，對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定。
　　制備了兩類不同模板劑的Al-MCM-41，負(fù)載磷鎢酸的HPW/MCM-41和接枝全氟烷基磺酸的SA/MCM-41。用多種技術(shù)手段對(duì)催化劑進(jìn)行表征，并通過蒎烯的異構(gòu)及二聚反應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，研究了不同類型MCM-41的結(jié)構(gòu)和

2、酸性對(duì)其催化性能的影響規(guī)律。
　　對(duì)于水熱合成法制備的Al-MCM-41：分子篩的SiO2/Al2O3從200減小到20時(shí)，分子篩中骨架鋁的含量隨之持續(xù)增加，但是當(dāng)減小到10時(shí)，固體鋁核磁檢測(cè)到的骨架鋁和非骨架鋁均急劇減少，這種情況是由于：當(dāng)鋁含量過多時(shí)，會(huì)使鋁核磁出現(xiàn)“aluminuminvisible”的現(xiàn)象，因此檢測(cè)到的鋁會(huì)比實(shí)際的鋁少。分子篩的總酸量在SiO2/Al2O3=20時(shí)達(dá)到了最大值。分子篩的總酸量是影響其催化效果

3、的最直接因素，表面總酸量越多，催化效果越好；就酸性而言，L酸比B酸更容易引發(fā)該反應(yīng)。蒎烯異構(gòu)及二聚的反應(yīng)機(jī)理為：蒎烯經(jīng)酸性催化劑引發(fā)，在一定的溫度時(shí)發(fā)生快速異構(gòu)并得到多種異構(gòu)產(chǎn)物，然后蒎烯和大多數(shù)異構(gòu)產(chǎn)物發(fā)生自身或相互之間的二聚反應(yīng)，從而得到二聚混合物。α-蒎烯與β-蒎烯的異構(gòu)產(chǎn)物基本相同，且兩者具有極其相似的反應(yīng)歷程，這說(shuō)明蒎烯的二聚混合物是蒎烯及其異構(gòu)產(chǎn)物單體共同參與得到的產(chǎn)物?？紤]到松節(jié)油本身即為這些單體的混合物，可以直接采用松節(jié)

4、油作為二聚反應(yīng)的原料，制備蒎烯類的生物質(zhì)高密度燃料。
　　為了進(jìn)一步增加分子篩的酸量，分別用浸漬法和接枝法制備HPW/MCM-41和SA/MCM-41催化劑。大量強(qiáng)酸的引入對(duì)分子篩孔結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響，但對(duì)酸性的影響較為顯著，HPW和SA的引入量分別在80％和50%時(shí)分子篩的酸量達(dá)到最大，此時(shí)的二聚反應(yīng)活性也最高。與Al-MCM-41相比，強(qiáng)酸改性的MCM-41分子篩的催化活性大大提高。
　　經(jīng)過加氫的二聚混合物具有與JP-1