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木质素是自然界中富含芳香结构的生物质资源,将其催化转化为高价值的精细化学品和燃料,对于解决化石资源短缺及环境污染问题,实现全球的可持续发展具有重大意义。然而,木质素结构复杂且稳定,导致木质素的解聚效率低和芳香单体收率低,这使得木质素的高值化利用面临重大挑战。因此,探索木质素的解聚以制备高收率与高选择性的芳香单体化合物是科学界研究热点之一。本论文采用浸渍法制备了单金属催化剂Fe/HZSM-5和Pd/HZSM-5以及双金属催化剂Fe-Pd/HZSM-5。探究Fe的负载量(5.0 wt%15.0 wt%)、Pd的负载量(1.0 wt%5.0 wt%)、焙烧温度(450650 oC)、还原温度(600800 oC)等因素对催化剂形貌和催化性能的影响。结合TPR,BET,XRD,TEM和XPS等表征技术对催化剂的微观结构与催化性能进行分析。研究结果表明,优选的焙烧温度和还原温度分别为550 oC和650 oC,在单金属Fe/HZSM-5和Pd/HZSM-5催化剂中,Fe和Pd的最佳负载量分别为9.0 wt%和1.0 wt%。制备的双金属Fe-Pd/HZSM-5催化剂,铁与钯颗粒能均匀地负载于载体上,其比表面积和孔体积分别达到264 m2 g-1、0.23 cm3 g-1。铁主要以氧化态(FeOx)形式存在,钯主要以单质形式存在。铁的存在促使了钯颗粒的分散,而钯的存在更有利于FeOx的还原。FeOx与Pd的协同作用提高了催化剂的活性,且减少了贵金属Pd的用量。FeOx的存在一方面抑制了芳香单体的过度加氢,有利于芳香环的保留,另一方面促使了芳基C-O醚键的弱化,有利于木质素单元连接键的断裂。在此基础上,以所制备活性最高的Fe-Pd/HZSM-5为催化剂,开展了木质素定向氢解制备芳香单体化合物的研究,分别考察了温度、催化剂用量、时间和氢气压力等工艺参数对甘蔗渣木质素催化氢解反应效率的影响。使用GC-MS、GPC和1H-NMR等对降解产物的组成、结构与分布进行分析,结果表明,当采用氢解温度为320 oC,催化剂用量为0.08 g(0.1 g木质素),氢解时间为120 min,氢气压力为1.0 MPa时,获得的催化氢解效果最好,木质素的降解率为98.17%,芳香单体化合物的收率可达到27.92%,生物油收率为78.50%。