摘要
木质素是生物质里的一种热值较高的可再生能源，通过对其加工可提质成高品质的化工产品，为实现碳中和迈进一步。生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，通过氢解反应可以将其转化成高品质化学品。木质素因其相对热值高而受到科研工作者的关注。解聚反应中，氢气吸附量是木质素氢解的关键，所以氢气吸附量较好的贵金属对于木质素的氢解受到研究人员的关注。然而，木质素因其结构相对复杂，解聚过程产生的中间体较多，在氢解反应过程容易发生缩合反应导致其氢解的效率不高。针对以上问题，使用对氢气吸附量较高的金属制备双金属催化剂，并且通过研究制备非贵双金属在降低制备成本的同时，可以大幅度提高木质素氢解的效率，同时提高单体芳香族化合物的收率。本文的具体研究内容如下： （1）研究了不同的Ru/C与金属盐耦合对酶解木质素的氢解效果，将耦合的催化剂和得到的氢解产物进行表征分析。通过对比不同的金属盐的氢解效果，重点讨论了耦合得到氢解效果最优的双金属催化剂与单金属催化剂的氢解活性对于木质素氢解效果的基理，发现RuNi双金属催化剂相对于Ru单金属与Ni单金属催化剂而言，氢气吸附性能更优，可以得到更优的木质素氢解效果。随后探究了不同的反应工况对于酶解木质素氢解的影响，得到反应温度为280℃、反应时间4h、氢气压力3MPa时，0.2gRu/C与0.075g的Ni(NO3)2·6H2O制备的RuNi催化剂效果最好，能获得98.1%的木质素液化率和20.4wt%的单体产物收率。 （2）通过对Ru基贵金属耦合的双金属催化剂的研究结果，这部分研究NiCu非贵金属制备的双金属催化剂对酶解木质素的氢解效果，通过氢解效果对比得知NiCu双金属催化剂在260℃的反应温度下可以得到17.7wt%的单体产物收率。重点讨论了Ni和Cu非贵金属组成的双金属催化剂对于酶解木质素的氢解效果和产物选择性的影响，并且研究了不同反应条件对于氢解反应的影响，通过对催化剂进行表征测试，分析非贵金属制备的双金属催化剂对于氢解的影响。 （3）综合以上研究，对木质素在Ni基非贵双金属催化剂下的氢解效果进行研究，通过对氢解效果的筛选出了NiCo双金属催化剂。通过氢解反应条件的筛选，NiCo双金属催化剂在260℃、反应时间4h、氢气压力3MPa时，0.2gNiCo/C双金属催化剂能获得94.6%的木质素液化率和20.8wt%的单体产物收率。表征结果显示，NiCo双金属催化剂比Ni和Co单金属催化剂的氢气吸附量大，同时引入的Co金属之后Ni与Co相互作用导致了Ni和Co之间的电子转移反应，增强了双金属的结合能，增强了木质素氢解反应的促进效果，减少缩合产生的固体残渣，提高了单体化合物的收率。
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