微波輔助的酸催化纖維素水解和非晶態(tài)NiB合金催化的木質(zhì)素氫解.pdf

1、能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今社會(huì)最重要和突出的兩大問(wèn)題,生物質(zhì)作為可再生資源,其能源化是開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)中非常重要的研究課題。對(duì)于我國(guó)這樣能源相對(duì)稀缺,人均資源能源遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界水平,但生物質(zhì)資源豐富的農(nóng)業(yè)大國(guó)顯得尤為重要。 本文以開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)資源中含量最為豐富的兩大資源纖維素和HBS(highboiling solvents)木質(zhì)素為研究目的,分為以下兩個(gè)部分： 第一部分是微波輔助的酸催化纖維素水解性能的研究,考察分別以

2、金屬氯化物(CuCl2.2H2O、AlCl3、FeCl3.6H2O、LaCl3)和質(zhì)子酸(HC1、H2SO4、HNO3、(COOH)2)為催化劑,微波輻射下反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、微波功率以及催化劑的量等因素對(duì)纖維素酸催化水解性能的影響,同時(shí)比較微波輻射與傳統(tǒng)加熱方式下纖維素水解性能,水解產(chǎn)物的定性和定量分析采用高效液相色譜法。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)微波輻射作用能有效提高酸催化纖維素水解效果,升溫提高纖維素轉(zhuǎn)化率但會(huì)降低葡萄糖選擇性。纖維素水解反應(yīng)需

3、要在一定時(shí)間下才能水解完全,反應(yīng)時(shí)間過(guò)短水解不完全而生成低聚糖,反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則葡萄糖降解加劇,更多地生成小分子化合物如5-HMF,1,6-葡糖酐等高價(jià)值的化工產(chǎn)品而導(dǎo)致葡萄糖選擇性下降。相對(duì)于質(zhì)子酸來(lái)說(shuō),金屬氯化物對(duì)C-C鍵斷裂有明顯的催化作用,能更好的促進(jìn)水解反應(yīng),并且較高的pH值對(duì)后續(xù)糖發(fā)酵制乙醇也十分關(guān)鍵。 第二部分是非晶態(tài)NiB合金催化的木質(zhì)素水相重整制氫與氫解耦合反應(yīng)。有機(jī)溶劑法提取木材中木質(zhì)素得到HBS木質(zhì)素,分別以