改性固體超強酸催化劑的制備及催化液化竹材.pdf

1、近年來，世界能源危機的形勢一直不容樂觀。伴隨著人口大幅增長與經(jīng)濟飛速發(fā)展的同時，資源的日益匱乏與環(huán)境的嚴重惡化已經(jīng)岌岌可危，特別是礦石燃料的逐漸消耗殆盡，能源的爭奪日益激烈，人們對新型能源和綠色環(huán)境的渴望日益強烈。在我國，生物質(zhì)資源不僅種類繁多、分布廣泛，而且數(shù)量龐大，可以用來利用的資源非常多。在眾多的大規(guī)模生物質(zhì)利用方法之中，直接液化法是一個比較有效的方法。
　　竹子作為一種重要的非木材植物纖維原料，具有生長周期短，生命力旺盛容

2、易成活的特點，本文采取易得的毛竹作為原料，以自制的改性固體超強酸為催化劑，篩選醇溶液作為溶劑液化毛竹制取生物油。分析了鑭元素添加量、浸漬硫酸濃度、浸漬時間、焙燒溫度四個因素對催化劑制備的影響，并探討了改性固體超強酸催化液化毛竹的最佳工藝。
　　實驗表明通過不同的表征手段分析得到固體超強酸 SO42-/ZrO2-La2O3的最佳制備條件為：鑭元素摻雜量為4％、浸漬硫酸濃度為1.2mol·L-1，硫酸浸漬時間為3h，焙燒溫度為550℃

3、。催化性能表征表明此制備條件下催化劑的活性和穩(wěn)定性較好，可以連續(xù)使用5次以上壽命良好。
　　對催化劑 SO42-/ZrO2-La2O3的紅外表征表明此催化劑是固體超強酸，形成的超強酸中心數(shù)較多，表面活性較強，此固體超強酸是橋式雙配位的結(jié)構(gòu)；催化劑的 XRD譜圖表明ZrO2是穩(wěn)定的四方晶相（T相），由 Scherrer公式 D=0.89λ/(βcosθ)計算 ZrO2的晶粒平均大小 D=40.4nm，屬于納米級催化劑；催化劑的熱重表

4、征結(jié)果表明固體酸催化劑在室溫~200℃間失重的主要原因是由于催化劑表面附著的水分脫附作用，400~800℃間失重的主要原因是由于催化劑孔隙中吸附的一些硫酸根分解作用；催化劑的比表面分析表明催化劑的比表面積和平均孔徑較大，有利于傳質(zhì)的進行。
　　以毛竹為原料在間歇式高壓釜中反應(yīng)，固體酸 SO42-/ZrO2-La2O3為催化劑，乙二醇為溶劑的最佳液化條件為：反應(yīng)溫度250℃、料液比1：12.5、催化劑用量為8%、反應(yīng)時間3.5h，在