一种镍基双功能催化剂催化愈创木酚加氢脱氧制备烷烃的方法

物理化学装置的制造及其应用技术1.本发明属于生物质液体燃料制备技术领域，具体涉及一种用于木质素模型化合物愈创木酚催化加氢脱氧生成高附加值燃料化合物的非均相催化反应体系。该反应体系是在镍基双功能催化剂的存在下，在不同条件中对愈创木酚进行液相加氢脱氧的实验研究。背景技术：2.由于人类对能源的需求持续增长，化石燃料的快速消耗已经无法避免。大量化石燃料的燃烧导致全球环境污染问题日益严重，这迫使人们急需寻求更加绿色环保可循环再生的新能源来代替传统燃料，减缓人们对其的依赖。风能、地热能、海洋能、太阳能等新能源虽然具有取之不尽用之不竭的特点，但由于开发利用成本过高，无法在短时间内得以迅速发展和推广使用。3.生物质作为一种全球储量十分丰富的可再生能源，如纤维素、木质素等，其热解得到的产品是非常绿色而经济的燃料替代品。但快速热解所得到的生物油具有化学黏度高、含水量高、化学稳定性差、氧含量高(有机酸、醇、醛、酮、糖)等特点，不适合直接用于运输燃料，因此需要进一步进行加氢脱氧研究精制。为达到这一目的，本发明选用木质素模型化合物中最具代表性的愈创木酚作为反应底物，优化反应条件，得到较高产率的高品位燃油。技术实现要素：4.本发明的目的是针对现有镍基双功能催化剂，提供在该催化剂条件下的一种高效催化转化愈创木酚的方法，为木质素模型化合物高效提质为高品位燃料提供一定的理论基础。5.本发明技术方案如下：6.一种镍基双功能催化剂催化愈创木酚加氢脱氧制备烷烃的方法，其特征在于将愈创木酚和镍基催化剂加入到间歇式高压反应釜中，加入一定量的溶剂及内标物，在室温下向反应釜中通入一定压力的氢气，加热至反应温度并保持一定时间，期间以一定速率搅拌，待反应进行完毕后冷却至室温，釜内液体即为愈创木酚加氢脱氧后的产物。7.本发明采用的反应条件是木质素模型化合物愈创木酚0.5～2.0g，催化剂0.05～0.20g，溶剂20～60ml，反应温度260℃～320℃，氢气压力2～4mpa，加热搅拌速率600～1000转/分，反应时长2～4小时。8.所述镍基双功能催化剂与反应物愈创木酚的质量比为5％～15％。9.所述内标物为正十六烷。10.所述反应溶剂为正十二烷。11.所述反应的最优条件为：反应温度320℃，反应时间2小时，反应压力3mpa，加热搅拌速率800转/分。12.所述镍基双功能催化剂是ni/al-sba-15/hzsm-5。13.所述镍基双功能催化剂的制备方法为：以三嵌段共聚物p123作为sba-15的合成模板剂加入到80ml的去离子水中，在磁力搅拌下分别向溶液中加入al(no3)3·9h2o和原硅酸四乙酯(teos)；40℃下水浴加热24h后，放入90℃烘箱中晶化2天，用去离子水洗涤并在60℃下烘干，放入马弗炉中升温至550℃高温煅烧7h后，得到al-sba-15的白色粉末；将得到的al-sba-15的白色粉末与沸石分子筛催化剂hzsm-5按照2∶1比例混合得到复合载体，再加入6.1ml的乙醇溶液，充分搅拌均匀后烘干；将ni(no3)2·6h2o的乙醇溶液加入到载体中搅拌浸渍24h，将浸渍的样品真空干燥，并在550℃的管式炉中煅烧还原2h得到镍基双功能催化剂ni/al-sba-15/hzsm-5。14.本发明的有益效果：15.(1)本发明使用的镍基双功能催化剂ni/al-sba-15/hzsm-5相较贵金属催化剂而言，具有价格低廉、水热稳定性强、合成工艺简单等特点；16.(2)通过优化反应工况条件，使得生物油模型化合物愈创木酚具备较高的转化率(96.2％)，对烷烃也具有较高的选择性(90％)，达到了对生物油进一步加氢脱氧精制的目的。具体实施方式17.以下通过具体实施案例对本发明给予进一步解释说明。实例中利用镍基双功能催化剂ni/al-sba-15/hzsm-5，改变不同的反应工况条件，考察愈创木酚的转化率以及对烷烃的选择性，优化催化转化反应性能。18.实施例1：19.以愈创木酚为底物，40ml正十二烷为反应溶剂，加入0.05g催化剂和1.3ml愈创木酚，在反应釜内充入2mpa氢气，设定温度为260℃，转速为800转/分，反应时长2小时。经过gc-ms分析结果表明：愈创木酚转化率为85.4％，烷烃的选择性为88.1％。20.实施例2：21.以愈创木酚为底物，40ml正十二烷为反应溶剂，加入0.05g催化剂和1.3ml愈创木酚，在反应釜内充入3mpa氢气，设定温度为280℃，转速为800转/分，反应时长2小时。经过gc-ms分析结果表明：愈创木酚转化率为92.2％，烷烃的选择性为89.5％。22.实施例3：23.以愈创木酚为底物，40ml正十二烷为反应溶剂，加入0.05g催化剂和1.3ml愈创木酚，在反应釜内充入4mpa氢气，设定温度为300℃，转速为800转/分，反应时长2小时。经过gc-ms分析结果表明：愈创木酚转化率为94.4％，烷烃的选择性为83.8％。24.实施例4：25.以愈创木酚为底物，40ml正十二烷为反应溶剂，加入0.05g催化剂和1.3ml愈创木酚，在反应釜内充入3mpa氢气，设定温度为320℃，转速为800转/分，反应时长2小时。经过gc-ms分析结果表明：愈创木酚转化率为96.2％，烷烃的选择性为90％。技术特征：1.一种镍基双功能催化剂催化愈创木酚加氢脱氧制备烷烃的方法，其特征在于将愈创木酚和镍基催化剂加入到间歇式高压反应釜中，加入一定量的溶剂及内标物，在室温下向反应釜中通入一定压力的氢气，加热至反应温度并保持一定时间，期间以一定速率搅拌，待反应进行完毕后冷却至室温，釜内液体即为愈创木酚加氢脱氧后的产物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于镍基双功能催化剂与反应物愈创木酚的质量比为5％～15％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法的反应条件是：木质素模型化合物愈创木酚0.5～2.0g，催化剂0.05～0.20g，溶剂20～60ml，反应温度260℃～320℃，氢气压力2～4mpa，加热搅拌速率600～1000转/分，反应时长2～4小时。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述溶剂为乙醇、水、正己烷、正十二烷或正十六烷。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述内标物为正十六烷。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述反应溶剂为正十二烷。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于最优反应条件为：反应温度320℃，反应时间2小时，反应压力3mpa，加热搅拌速率800转/分。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述镍基双功能催化剂是ni/al-sba-15/hzsm-5。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述镍基双功能催化剂的制备过程为：以三嵌段共聚物p123作为sba-15的合成模板剂加入到80ml的去离子水中，在磁力搅拌下分别向溶液中加入al(no3)3·9h2o和原硅酸四乙酯(teos)；40℃下水浴加热24h后，放入90℃烘箱中晶化2天，用去离子水洗涤并在60℃下烘干，放入马弗炉中升温至550℃高温煅烧7h后，得到al-sba-15的白色粉末；将得到的al-sba-15的白色粉末与沸石分子筛催化剂hzsm-5按照2∶1比例混合得到复合载体，再加入6.1ml的乙醇溶液，充分搅拌均匀后烘干；将ni(no3)2·6h2o的乙醇溶液加入到载体中搅拌浸渍24h，将浸渍的样品真空干燥，并在550℃的管式炉中煅烧还原2h得到镍基双功能催化剂ni/al-sba-15/hzsm-5。技术总结本发明公开了一种镍基双功能催化剂催化木质素模型化合物愈创木酚加氢脱氧的方法。本发明以愈创木酚为底物，以一种镍基双功能催化剂进行非均相催化反应。愈创木酚的加氢脱氧反应在间歇式高压反应釜中进行，以正十二烷为反应溶剂，以正十六烷作为内标物，重点考察反应温度、反应压力对催化反应性能的影响，为木质素高效转化为烷烃提供了一种全新的方法，具有很高的应用前景。很高的应用前景。技术研发人员：陈冠益 殷晗受保护的技术使用者：天津大学技术研发日：2021.04.29技术公布日：2022/10/31









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!