磷酸活性炭催化热解半纤维素制备酚类化学品和合成气的实验研究
2021-06-30尚怡哲王佳兴苏银海张书平
能源研究与利用 2021年3期
尚怡哲,王佳兴,苏银海,张书平
(1.南京理工大学能源与动力工程学院,南京 210094;2.南京理工大学新能源学院,江阴 214443)
苯酚是一种重要的化工原料,在工业生产中有着重要的应用。目前工业应用生产中的苯酚主要由化石原料合成[1-2]。相关文献报道,生物质中木质素组分的热分解也会产生一定量酚类物质,约占GC/MS可检测小分子组分中的20%~30%[3]。但生物油的有机组成十分复杂,所含有的小分子有机物可达400多种,且这些小分子化合物都带有含氧官能团极性较强,化学性质上与苯酚类似,进一步增加了酚类组分分离提纯的难度。因此,目前的研究中侧重于通过选择合适的催化剂,选择性地提高生物油中某一种单酚物质或单酚类组分的富集度,以降低其分离提纯的难度。
研究发现多种催化剂均能够催化富集生物油中的苯酚,包括碱性催化剂、分子筛和活性炭等。碱性催化剂,如Na2CO3、KOH、NaOH和Ca(OH)2等,能够有效促进木质素中醚键的断裂[4-6]。BU Quan等[7-9]在研究中发现活性炭能够高效地催化转化生物质富集酚类物质。热重研究表明,活性炭抑制了木质素成碳倾向,促进了其向小分子单体的裂解[10]。YANG Zixu等[11]通过对比发现相比于原位催化,非原位催化有着更高的苯酚选择性。
生物质主要组分在活性炭催化热解中的转化现象已有部分相关文献报道。LEI Hanwu等人[12]在研究中发现纤维素和葡萄糖能够高选择性地向苯酚和CO转化。CHEN Dengyu等人[13]报道酸解后的碱性木质素经催化重整后能够产生高纯度的苯酚。……
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