钙钛矿型催化剂下催化氧化木质素裂解成芳香族化合物分析1.doc

钙钛矿型催化剂催化氧化木质素及其中β-O-4键断裂分析 陈彦广1，王新惠2 （1. 东北石油大学 化学化工学院，黑龙江 大庆 163318； 2. 东北石油大学 石油与天然气化工省重点实验室，黑龙江 大庆 163318；摘要：以Fe2O3、La2O3、TiO2为原料，固相反应法制备钙钛矿型复合氧化物LaTi0.2Fe0.8O3LaTi0.2Fe0.8O3?Fe2O3，利用X射线衍射研究了其结构与晶型，并将其作为催化剂在固定床反应器中考查了该氧化物对木质素。LaTi0.2Fe0.8O3?Fe2O3LaTi0.2Fe0.8O3LaTi0.2Fe0.8O3。固定床反应结果表明以LaTi0.2Fe0.8O3?Fe2O3为氧载体催化剂芳香族化合物的转化率高于25％LaTi0.2Fe0.8O3?Fe2O3和木质素反应后的产物进行氧化催化剂可以循环再生从而达到节约资源的目的 文献标志码：A 1College of Chemistry Chemical Engineering, Northeast Petroleum University，Heilongjiang Daqing 163318） Abstract： Key words: ％木质素得到小分子化合物的方法大体可分成两大类：生物解聚法和化学法。[]尽管生物解聚法环保，但很难适应木质素大规模加工处理。木质素解聚方法主要有热裂解，加氢裂化，催化氧化三种。[]加氢可以增加油产率产物的燃烧值催化体系中，铜、铁、钴和锌等过渡金属盐类因催化剂制备成本低而被广泛采用钙钛矿复合氧化物Fe2O3为催化剂固定床反应器中红外对得到的芳化合物进行分析检测、La2O3（天津市大茂化学试剂厂）、TiO2（天津市光复精细化工研究所），以上纯度均为分析纯AR。将原料分别研磨至粒径为 1.5~2.0 mm，在恒温干燥2 h后密封保存备用。 采用固相法制备LaTi0.2FeO3（LT0.2F0.8）和LTF负载Fe2O3（质量分数为50％取适量的La2O3、TiO2和Fe2O3，经球磨机充分均匀混合压片马弗炉内烧，自然冷却后得到0.2F0.8样品。将0.2F0.8粉碎研磨至一定粒径后与Fe2O3粉末按质量比1：1μm的Fe2O3-LT0.2F0.8复合氧化物样品。置于100℃干燥箱中恒温干燥2h后密封保存备用。将原料木质素分别与催化剂按一定比例均匀混合后压片，将混合物破碎成直径小于2cm的颗粒物。将反应管3.5mm左右石英棉（防止样品掉落）装入加热炉，将样品放入通入一定时间N2以排空反应炉内的空气，反应炉的载气流量为 300ml/min。打开反应器控温装置并设置升温程序，采取程序升温的方式木质素的氧化，氧化所得液体产物冷凝后收集，进入气质联用仪。 采用元素分析仪和木质素样品进行化学成分检测测定条件氧化炉温度还原炉温度测量池载气流量参比池载气流量氧气流量采用傅里叶红外光谱仪进行有机官能团结构分析，将1mg样品与100mgKBr 粉末碾磨混合压片，红外光谱扫描范围为4000400cm-1，分辨率为4 cm1。采用扫描电子显微镜对大小，形貌进行表征，其操作电压为22~31kV。采用热重分析仪测定其热稳定性。 利用X射线衍射仪表征。操作条件为：铜靶，Ka射线(λ=2.1334A)，设备电压35kV，设备电流40mA。采用扫描电子显微镜对大小，形貌进行表征，其操作电压为22~31kV。 采用气相色谱质谱联用仪进行，分离比，线速率为，进样口温度为，接口温度为 升温程序从开始，以升温速率 升温至，停留离子源电子能量 扫描时间利用谱库进行检索将得到的质谱峰与标准质谱库中的结构进行比较，按照谱峰面积归一化法进对热解产物进行分析 2结果与讨论 2.1木质素表征结果分析 2.1.1木质素元素分析 表1 木质素元分析 Material Proximate analysis /％(mass) Ultimate analysis/％By difference 由于木质素的结构的复杂性，对木质素进行了元素分析（表1）。实验前直接进行筛分（粒径为100~120目）后用烘箱干燥。木质素中C含量最高，其次是O，两者含量总和高达 90 %。生物质能源含有量常用发热量来表示，发热量取决于生物质中含有成分的组成比、构成元素的种类及比例（特别是C元素的含量）。一般含碳量越高，高位发热量也越高。[] 图1 木质素样品红外光谱图 2.1.2 木质素红外光谱分析 根据Faix的研究方法对红外吸收光谱基线校正处理[]，其结果如图 。在红外光谱图（图2）中。木质素的红外光谱在3406 cm-1附近是O-H的伸缩振动峰，表明有羟基存在。2926cm-1附近是甲基、亚甲基及次甲基的吸收峰，说明了木质素中侧链结构单元的存在。1598cm-1