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石油是当今世界最重要的能源,因为其能量密度高、可运输,是绝大多数运输工具的驱动,研发石油替代产品即内燃机燃料是解决能源问题的关键。
生物油制备技术使得固体生物质转变为液体燃料,为运输、存储和燃烧提供了便利,在市场运作中也具有灵活性。但是生物油有着明显的缺点,无法作为高品位燃料使用,必须通过精制改良以方便利用。而目前的催化加氢和催化裂解精制技术往往都是对生物油中部分组分甚至模型化合物有效,而在生物油全油精制过程中,仍然无法解决目标产物产率低、过程易结焦、催化剂易失活等问题,主要因为国内外研究者大多采用多相催化,反应在两相体系间完成,反应物和催化剂的接触有限,造成产率低,而多相催化的高温高压反应条件造成了生物油严重结焦。结焦继而覆盖催化剂令催化效果更差。
本文的研究目标是确定在温和条件下具有裂解功能的催化方法和催化剂,用于生物油精制,特别是木质素低聚物的裂解,提高精制后生物油的品质与稳定性。具体研究内容如下:
(1)利用四三苯基膦合钯,研究了在温和条件下对实验室自行制备的生物油的均相催化提质,考察实验条件对均相催化效果的影响,使用气相色谱与气质联用仪分析气液产物。
(2)通过在室温下密封存放两年获得含有大量木质素低聚物的生物油重相。采用价格低廉的油酸镍和贵金属络合物RuCl2(PPh3)3均相催化裂解生物油重相。利用气相色谱、气质联用仪和运动粘度测定器分析气液相产物和产物粘度,对两种催化剂的催化效果进行比较。
(3)在二氧化钛表面沉积催化效果较好的钯,利用二氧化钛光催化降解生物油重相,考察反应条件对反应的影响,探讨可能的反应机理。