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SO_4~(2-)/M_xO_y型固体酸在玉米秸秆液化反应中的催化作用研究

王云凤  
【摘要】: 本文用沉淀浸渍法制备了纳米SO_4~(2-)/Fe_2O_3固体酸催化剂,通过TEM,IR和NH_3-TPD等手段对所制得的固体酸催化剂的结构和酸性进行了表征。结果表明:本实验制得的SO_4~(2-)/Fe_2_3固体酸属于纳米级催化剂,粒径约为20-40nm,粒度均匀并且具有较好的分散性,固体酸存在四个强度的酸中心。 通过较低温度范围(180-260℃)内对玉米秸秆液化反应的催化作用,液化反应在250ml间歇高压反应釜中进行。实验考察了不同焙烧温度、时间对固体酸催化活性的影响,同时考察了液化反应的温度、反应时间及固体酸催化剂的用量对液化结果的影响,用红外光谱对液化产物进行了初步分析。结果表明,在550℃下焙烧3h所制得的SO_4~(2-)/Fe_2O_3固体酸对玉米秸秆的液化反应具有较好的催化效果,在反应温度260℃,氢气初始压力1.0MPa,反应1h,玉米秸秆的转化率可达88%以上。 分别用NiSO_4、FeSO_4、ZnSO_4和Al_2(SO_4)_3等金属盐溶液代替稀H_2SO_4浸渍前驱体,得到一系列金属离子改性的固体酸催化剂。通过催化玉米秸秆的液化反应考察了掺杂不同离子对固体酸活性的影响。结果表明,掺入Ni~(2+)、Zn~(2+)离子的固体酸比未改性的SO_4~(2-)/Fe_2O_3固体酸催化活性更好。在240℃液化温度下,Ni~(2+)/SO_4~(2-)/Fe_2O_3催化的液化反应转化率达到86.4%以上。


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