介孔碳负载金属催化剂对纤维素热裂解反应的影响

• 作者: 丁一刚 吴锦胜 张波 杨姝 杨昌炎 王伟 邱琦
• 来源期刊: 武汉工程大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 介孔碳 固体碱催化剂 热裂解 纤维素 糠醛
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 化学与化学工程
• 页码范围: 264-271
• 页数: 8页
• 分类号: TQ352.2
• 字数: 6276字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.201907001

摘要

为了研究介孔碳负载金属催化剂对纤维素热裂解反应的影响,分别采用三元组装法和浸渍法制备介孔碳(MC)和负载型金属催化剂NaOH/MC、K2CO3/MC和AlCl3/MC,使用气体吸附法(BET)和扫描电子显微镜-能谱表征催化剂,通过热裂解-气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)来研究介孔碳负载金属催化剂对纤维素热裂解产品分布的影响.结果表明:催化剂具有比表面积839～1081 m2/g、平均孔径4.76～5.03 nm、孔容0.92～1.14 mL/g.其Na、K和Al负载量分别为0.05％～4.6％、0.06％～12.2％和0.8％～5.6％.3类催化剂皆能有效促进纤维素热降解,使其向小分子产物方向进行.随着碱金属Na和K负载量增加,裂解产物中脱水糖呈降低趋势,产品中羟基乙醛和羟基丙酮的选择性高.当Na负载量为3.5％时,羟基丙酮含量最高达无催化剂条件下的60倍.当使用铝催化剂时,纤维素转化为糠醛,糠醛量为无催化剂条件下9.5倍.与相同负载的微孔活性炭催化剂相比,介孔碳催化剂从金属负载量和催化效果上都明显更优.