固體酸水相催化液化生物質(zhì)研究.pdf

1、隨著化石燃料的日益枯竭，開發(fā)新能源以替代化石能源刻不容緩。生物質(zhì)是唯一能夠轉(zhuǎn)化為液體燃料的可再生資源，生物質(zhì)能的廣泛利用不僅能夠緩解能源危機(jī)，而且生物質(zhì)能環(huán)保無(wú)污染，能夠?qū)崿F(xiàn)CO<,2>的零排放。生物質(zhì)直接液化法是大規(guī)模利用生物質(zhì)的有效方法，其中催化劑的選擇是液化反應(yīng)的關(guān)鍵，因此開發(fā)廉價(jià)高效的催化劑是目前生物質(zhì)液化方向的研究熱點(diǎn)。 與傳統(tǒng)生物質(zhì)液化所用的酸堿催化劑相比，固體酸催化劑具有活性高、對(duì)設(shè)備腐蝕性小、回收方便、與液化產(chǎn)物

2、分離容易等優(yōu)點(diǎn)。 基于此，通過水熱合成法和浸漬法制備了固體酸CLO<,4><'->/Fe<,2>O<,3>-La<,2>O<,3>-ZrO<,2>、ClO<,4><'->/Fe<,2>O<,3>兩種催化劑，以稻殼和廢紙屑作為原料，水做溶劑，考察了上述兩種催化劑對(duì)生物質(zhì)催化液化的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以稻殼為原料時(shí)，催化劑ClO<,4><'->/Fe<,2>O<,3>的最佳液化條件為：反應(yīng)溫度573K，反應(yīng)時(shí)間3h，催化劑用量4％，

3、反應(yīng)液質(zhì)比(水／稻殼)為30：1；催化劑ClO<,4><'->/Fe<,2>O<,3>-La<,2>O<,3>-ZrO<,2>的最佳液化條件為：反應(yīng)溫度573K，反應(yīng)時(shí)間0h，催化劑用量4％，反應(yīng)液質(zhì)比(水／稻殼)為30：1。使用廢紙屑做原料時(shí)，催化劑ClO<,4><'->/Fe<,2>O<,3>的最佳液化條件為：反應(yīng)溫度573K，反應(yīng)時(shí)間0h，催化劑用量2％，反應(yīng)液質(zhì)比(水／廢紙屑)為30：1；催化劑ClO<,4><"->/Fe<,2

4、>O<,3>-La<,2>O<,3>-ZrO<,2>的最佳液化條件為：反應(yīng)溫度573K，反應(yīng)時(shí)間0h，催化劑用量1％，反應(yīng)液質(zhì)比(水/廢紙屑)為30：1。 實(shí)驗(yàn)還采用了FT-IR、XRD、氨-TPD、比表面積測(cè)定等手段對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。催化劑的FT-IR表征結(jié)果說(shuō)明，兩種催化劑中的Cl都是以ClO<,4><'->形式存在的，ClO<,4><'->是固體酸催化劑表面的活性中心。XRD分析結(jié)果表明，兩種催化劑都屬于納米級(jí)催化劑。通

5、過氨-TPD分析發(fā)現(xiàn)，改性后的催化劑ClO<,4><'->/Fe<,2>O<,3>-La<,2>O<,3>-ZrO<,2>有兩個(gè)酸中心，一個(gè)強(qiáng)酸中心，一個(gè)弱酸中心。而改性前的ClO<,4><'->/Fe<,2>O<,3>催化劑只有一個(gè)強(qiáng)酸中心。此外，做了兩種催化劑的比表面積測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：改性后的催化劑ClO<,4><'->/Fe<,2>O<,3>-La<,2>O<,3>-ZrO<,2>比改性前的ClO<,4><'->/Fe<,2>O<