纤维素在固体酸催化剂上的催化热解开题报告

1. 研究目的与意义

大力发展生物质能是解决日益严峻的资源和能源问题的主要途径之一。

生物质热解方法一种生物质转化的重要途径。

然而，生物油由于含水量高、热值低、酸性强、粘性大、稳定性差而无法获得广泛应用。

2. 国内外研究现状分析

生物质热解可以得到生物油、生物气以及生物炭三种产物，根据使用温度、加热速率、产物停留时间及固体粉碎程度，可将热解过程划分为慢速、常规、快速、闪速或极快速热裂解等几种类型。其中，常规慢速热解得到的产物为气体液体和固体，快速热解在适中裂解温度 800～1000 ℃下瞬间气化，然后快速凝结成液体，可获得最大限度的液体产率[1]。

生物油中含有大量高附加值的化学物质如左旋葡萄糖酮（lgo）、左旋葡聚糖(lg)、羟基乙醛(haa)、糠醛(ff)、5-羟甲基糠醛(hmf)、愈创木酚、香草醛等[2]，这些有价值的化学物质在生物油中含量太低，分离富集困难，纯化成本太高，无法实现工业化利用，但是通过加入不同的催化剂进行选择性地催化热解，就可以明显地改变反应途径，以某些特定产物为目标，实现生物质向这些特定产物转化，获得高产率和高选择性的目标产物。催化剂种类大致可分为碱金属类、碱土金属类、金属氧化物类及分子筛类。其中碱金属类是指碳酸盐、硫酸盐、氯化物或磷酸盐[3]。关于这些矿物质盐作用的研究很多，有些研究就是针对其对生物质热解的催化作用所展开的。

dobele 等人[4]发现在不同温度下浸渍不同浓度磷酸的纤维素在慢速热解中可以获得较高的 lgo 产率和选择性，低温的时候在磷酸的催化作用下,可以明显促进左旋葡萄糖酮（lgo）的形成从而获得较高纯度的lgo。高温下主要产生呋喃类产物，抑制lgo的形成。

3. 研究的基本内容与计划

1.查阅生物质热解相关文献

2.以微晶纤维素/杉木屑为原料进行催化热解的研究

3.热重分析，通过分析实验数据确定适宜的反应条件。

4. 研究创新点

1.目前大部分的研究都主要关注金属盐对生物质热解的动力学特性或产物的整体性质的影响,对于涉及具体产物的变化的研究较少。

2.固体酸对环境友好。