木质素氢解催化剂制备及其应用开题报告

1. 研究目的与意义

木质纤维类生物质是自然界中存量最大的可转化为液体燃料的可再生资源，是化石能源的理想替代资源。

我国年可获得林木枝桠和林业废弃物约9亿吨、农作物秸秆约7亿吨，其中木质素含量在10-30%左右，纤维素和半纤维素可以通过制浆造纸和生物炼制被直接利用，而木质素通常作为副产物排放。

此外，制浆造纸工业每年产生大量的工业木质素，因此，我国具有非常丰富的木质素资源，开展工业木质素的合理资源化利用，对优化我国能源结构，改善生态环境，促进节能减排，均具有非常重要的意义。

2. 国内外研究现状分析

木质素的氢解一般在供氢溶剂或氢气存在下进行，同时可加入催化剂促进木质素氢解。

西班牙科尔多瓦大学labidi等制备了ni/al-sba-15、pd/al-sba-15、ru/al-sba-15等非均相催化剂，研究供氢溶剂（四氢化萘、甲酸）体系微波辅助木质素（分离自橄榄树）原位氢解（140℃，0.5h，微波功率400w）；结果表明，以四氢化萘为供氢溶剂，在10%ni/al-sba-15催化作用下，木质素解离液化产物收率可达30%，产物以酚类物质（单酚、二聚体、三聚体等）为主，但是，氢解过程中重聚合现象严重，生物炭收率高达35%。

荷兰埃因霍芬理工大学hensen等以cumgal水滑石（ldh）为前躯体，制备了双功能复合金属氧化物催化剂（ldo），在超临界乙醇体系中研究碱木质素（源自麦秸秆制浆）原位氢解（340℃，1h）；研究表明木质素催化降解产物中单酚类物质收率达36wt.%，金属协同作用以及lewis酸（l酸）的存在有利于抑制酚类物质聚合。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：一、以工业木质素为研究对象，制备铜基非贵金属催化剂；二、研究催化剂活性组分等对催化剂结构的影响（酸碱性、比表面积等）；三、研究催化剂与微波协同作用下木质素催化氢解反应研究计划：2018年12月-1月：查阅相关文献，拟定论文提纲； 2019年2月：制备铜基水滑石类催化剂，并对催化剂进行表征； 2019年3月-4月：开展木质素微波辅助催化氢解研究，并对降解产物进行分析； 2019年4月-5月：论文撰写、修改及定稿，并参加答辩。

4. 研究创新点

特色：开展基于非贵金属的双功能催化剂作用下工业木质素在酚类-供氢溶剂中原位氢解基础研究，从而实现工业木质素高值化利用。

创新：1、创新性地研究双功能催化剂、微波作用、供氢溶剂协同作用对工业木质素氢解及液化产物中酚类物质含量、结构的影响