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原位生成Fe基催化剂催化木质素快速热解生成单环芳香烃的研究

收稿日期：2023-12-24 修回日期：2024-01-17 刊出日期：2024-04-08

DOI:10.20078/j.eep.20240205

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    摘要：探讨了铁矿石原位生成的Fe基催化剂对硫酸盐木质素催化热解的情况。研究使用透射电子显微镜对反应前后的催化剂进行表征,以探究催化剂形态变化;通过分段热解反应器联合飞行时间质谱评估催化剂的性能。结果表明,反应前催化剂呈颗粒状,而反应后催化剂几乎烧... 展开+
    摘要：

    探讨了铁矿石原位生成的Fe基催化剂对硫酸盐木质素催化热解的情况。研究使用透射电子显微镜对反应前后的催化剂进行表征,以探究催化剂形态变化;通过分段热解反应器联合飞行时间质谱评估催化剂的性能。结果表明,反应前催化剂呈颗粒状,而反应后催化剂几乎烧结。与未还原铁矿石和商业Fe_2O_3相比,还原铁矿石显著促进了单环芳香烃的产生。在最优反应温度550℃下,单环芳香烃的相对含量高达到81%,其中苯、甲苯、二甲苯和三甲基苯的相对含量分别为46%、34%、13%和7%。基于脱羟基和脱甲氧基的反应原理,提出了硫酸盐木质素催化热解的可能途径。使用的低成本铁矿石催化剂有望应用于硫酸盐木质素热解,以生产有价值的生物基芳香烃。

    收起-

    作者：

    • 张婧1
    • 沈洋1
    • 诸麟榆1
    • 刘浩然1,2,*
    • 周忠岳1,*

    作者简介

    作者简介：张婧(2000—),女,内蒙古呼和浩特人,硕士研究生,主要研究方向为生物质液相加氢脱氧。E-mail:zhangjing0709@sjtu.edu.cn
    通讯作者：刘浩然(1995—),男,安徽肥西县人,博士后,主要研究方向为生物质能源催化转化。E-mail:liuhaoran95@sjtu.edu.cn
    周忠岳(1985—),男,山东肥城市人,副教授,主要研究方向为在线质谱与生物质热转化。E-mail:zhongyue.zhou@sjtu.edu.cn

    单位

    • 1. 上海交通大学 机械与动力工程学院
    • 2. 中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司

    关键字

    • 催化热解
    • 木质素
    • 飞行时间质谱
    • 铁矿石催化剂
    • 单环芳香烃

    基金项目

    国家重点研发计划资助项目(2019YFA0405600)

    引用格式

    张婧,沈洋,诸麟榆,等.原位生成Fe基催化剂催化木质素快速热解生成单环芳香烃的研究[J].能源环境保护,2024,38(2):190-197.

    ZHANG Jing, SHEN Yang, ZHU Linyu, et al. Fast catalytic pyrolysis of lignin into monocyclic aromatic hydrocarbons over in-situ generated Fe-based catalyst[J]. Energy Environmental Protection, 2024, 38(2): 190-197.

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