反應(yīng)器中的流速之比為1:0.6
[0049] (1-4)將所得沉淀產(chǎn)物進(jìn)行晶化、離屯、分離、去離子水洗涂，100°C下干燥獲得Mg-Al/LDHo
[0050] (2)利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素(木質(zhì)素原料中木質(zhì)素含量為70wt%，木質(zhì) 素原料中灰分含量為lOwt%):在高壓蓋式反應(yīng)器、漿態(tài)床或固定床中進(jìn)行解聚反應(yīng)，反應(yīng) 溫度為300°C，反應(yīng)壓力為水在反應(yīng)溫度下的自生壓力。
[0化1 ] 實(shí)施例4
[0052] -種利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，包括如下步驟：
[0053] (1)制備固體堿催化劑；
[0054] (1 -1)將Mg ( N03 ) 2和Al (N03 ) 3溶于水中形成混合鹽溶液；
[0055] Mg(N〇3)2與A1(M)3)3的物質(zhì)的量之比為2:l，Mg(N〇3)2在混合鹽溶液中的質(zhì)量百分 比濃度為17wt%;
[0056] (1-2)將NaOH和Na2〇)3溶于水中形成堿溶液；
[0化7] 化OH與化2〇)3的物質(zhì)的量之比為1:4.8，化2〇)3在堿溶液中的質(zhì)量百分比濃度為 Swt % ；
[0058] (1-3)將混合鹽溶液和堿溶液引入到反應(yīng)器中進(jìn)行攬拌、混合、反應(yīng);混合反應(yīng)溫 度為35°C，混合鹽溶液和堿溶液引入反應(yīng)器中的流速之比為1:0.45;
[0059] (1-4)將所得沉淀產(chǎn)物進(jìn)行晶化、離屯、分離、去離子水洗涂，100°C下干燥獲得Mg-A1/LDH；
[0060] (1-5)采用等體積浸潰法向Mg-Al/LDH引入過(guò)渡金屬Ni,過(guò)渡金屬Ni引入量為Mg-A1/LDH質(zhì)量的Iwt%。
[0061] (2)利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素(木質(zhì)素原料中木質(zhì)素含量為70wt%，木質(zhì) 素原料中灰分含量為lOwt%):在高壓蓋式反應(yīng)器、漿態(tài)床或固定床中進(jìn)行解聚反應(yīng)，反應(yīng) 溫度為200°C，反應(yīng)壓力為水在反應(yīng)溫度下的自生壓力。
[0062] 實(shí)施例5
[0063] -種利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，包括如下步驟：
[0064] (1)制備固體堿催化劑；
[0065] (1 -1)將Mg ( N03 ) 2和Al (N03 ) 3溶于水中形成混合鹽溶液；
[0066] Mg(N〇3)2與A1(M)3)3的物質(zhì)的量之比為2:l，Mg(N〇3)2在混合鹽溶液中的質(zhì)量百分 比濃度為17wt%;
[0067] (1-2)將NaOH和Na2C〇3溶于水中形成堿溶液；
[006引化OH與化20)3的物質(zhì)的量之比為1:4.8，化20)3在堿溶液中的質(zhì)量百分比濃度為 Swt % ；
[0069] (1-3)將混合鹽溶液和堿溶液引入到反應(yīng)器中進(jìn)行攬拌、混合、反應(yīng);混合反應(yīng)溫 度為35°C，混合鹽溶液和堿溶液引入反應(yīng)器中的流速之比為1:0.45;
[0070] (1-4)將所得沉淀產(chǎn)物進(jìn)行晶化、離屯、分離、去離子水洗涂，100°C下干燥獲得Mg-A1/LDH；
[0071] (1-5)采用等體積浸潰法向Mg-Al/LDH引入過(guò)渡金屬M(fèi)和Mo,過(guò)渡金屬Ni引入量為 Mg-Al/LDH質(zhì)量的Iwt %，過(guò)渡金屬M(fèi)o引入量為Mg-Al/LDH質(zhì)量的0.5wt %。
[0072] (2)利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素(木質(zhì)素原料中木質(zhì)素含量為70wt%，木質(zhì) 素原料中灰分含量為lOwt%):在高壓蓋式反應(yīng)器、漿態(tài)床或固定床中進(jìn)行解聚反應(yīng)，反應(yīng) 溫度為200°C，反應(yīng)壓力為水在反應(yīng)溫度下的自生壓力。
[0073] 為說(shuō)明本發(fā)明專利的通用性，本發(fā)明對(duì)不同來(lái)源、不同性質(zhì)的木質(zhì)素進(jìn)行了解聚 實(shí)驗(yàn)，實(shí)施例1-5中所使用的木質(zhì)素原料性質(zhì)及獲取方法總結(jié)于表1中。所使用的木質(zhì)素包 含了不同材質(zhì)的生物質(zhì)來(lái)源及木質(zhì)素提取方法。
[0074] 表1所用木質(zhì)素原料及來(lái)源
[0075]
[0076] 利用Mg-Al/LDH為固體堿催化劑的木質(zhì)素解聚實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 Mg-Al/LDH對(duì)所有的木質(zhì)素均具有良好的解聚能力，優(yōu)于均相堿催化劑。
[0077] 表2 Mg/Al雙金屬氨氧化物為催化劑的木質(zhì)素解聚實(shí)驗(yàn)結(jié)果 [007引
[0079]固體堿催化劑在木質(zhì)素解聚反應(yīng)過(guò)程中的可重復(fù)使用特性也進(jìn)行了考察。本發(fā)明 對(duì)Mg-Al/LDH在木質(zhì)素6解聚反應(yīng)進(jìn)行了 10次重復(fù)利用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)于圖1中。從圖1中可 W發(fā)現(xiàn)基于Mg/Al-LDH的固體堿催化劑可W在10個(gè)催化循環(huán)中保持穩(wěn)定的催化性能，掲示 了固體堿催化劑良好的穩(wěn)定性。
[0080] Mg-Al/LDH固體堿催化劑的性能可通過(guò)過(guò)渡金屬如Co、Ni、化和Mo的引入實(shí)現(xiàn)進(jìn)一 步的提升。本發(fā)明中通過(guò)等體積浸潰的方法向Mg-Al/LDH中引入了 Iwt%的NiW及同時(shí)引入 M和Mo(過(guò)渡金屬Ni引入量為Mg-Al/LDH質(zhì)量的Iwt%，過(guò)渡金屬M(fèi)o引入量為Mg-Al/LDH質(zhì)量 的0.5wt% )，制得lwt%Ni-Mg-Al/LDH固體堿催化劑 W及Iwt%Ni-0.5wt%M〇-Mg-Al/LDH固 體堿催化劑。利用該固體堿催化劑的木質(zhì)素解聚實(shí)驗(yàn)在高壓蓋式反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)溫度 為200°C，反應(yīng)壓力為水在該溫度下的自生壓力。利用該固體堿催化劑的木質(zhì)素解聚實(shí)驗(yàn)結(jié) 果如表3所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Mg-Al/LDH對(duì)所有的木質(zhì)素均具有良好的解聚能力，對(duì)部分木 質(zhì)素解聚效率高達(dá)99%，優(yōu)于均相堿催化劑。
[0081 ]表3:過(guò)渡金屬負(fù)載Mg/Al雙金屬氨氧化物為催化劑的木質(zhì)素解聚實(shí)驗(yàn)結(jié)果 [0082]
[0083]上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明創(chuàng)造所作的舉例，而并非對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造具 體實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可W做出 其它不同形式的變化或變動(dòng)。運(yùn)里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予W窮舉。凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)所引伸出的任何顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造權(quán)利要求的保 護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，其特征在于，包括如下步驟：（1)制 備固體堿催化劑；（2)利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，其特征在于，在步 驟⑴中，具體包括如下步驟：（1 -1)將Mg(N〇3)2和A1 (N〇3)3溶于水中形成混合鹽溶液；（1 -2) 將NaOH和Na2C03溶于水中形成堿溶液；（1-3)將混合鹽溶液和堿溶液引入到反應(yīng)器中進(jìn)行攪 拌、混合、反應(yīng)；（1 -4)將所得沉淀產(chǎn)物進(jìn)行晶化、離心分離、去離子水洗滌，100°C下干燥獲 得Mg-Al/LDH。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，其特征在于，在步 驟（1-1)中：Mg(N03) 2與A1(N03)3的物質(zhì)的量之比為1.5:卜3:l，Mg(N03)2在混合鹽溶液中的 質(zhì)量百分比濃度為15_20wt%。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，其特征在于，在步 驟（1 -2)中：NaOH與Na2C03的物質(zhì)的量之比為1:4-1:6，Na2C0 3在堿溶液中的質(zhì)量百分比濃度 為5-lOwt%。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，其特征在于，在步 驟（1-3)中：混合反應(yīng)溫度為30-40°C，混合鹽溶液和堿溶液引入反應(yīng)器中的流速之比為1: 0·2 _0·6 〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，其特征在于，在步 驟(2)中：在高壓釜式反應(yīng)器、漿態(tài)床或固定床中進(jìn)行解聚反應(yīng)，反應(yīng)溫度為100-300°C，反 應(yīng)壓力為水在反應(yīng)溫度下的自生壓力。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，其特征在于，在步 驟(2)中：在高壓釜式反應(yīng)器中進(jìn)行解聚反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200-250°C，反應(yīng)壓力為水在反應(yīng) 溫度下的自生壓力。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，其特征在于，在步 驟（1 -4)之后還包括如下步驟（1 -5):采用等體積浸漬法向Mg-Al/LDH引入Co、Ni、Cu和Mo中 的一種或多種過(guò)渡金屬，過(guò)渡金屬引入量為Mg-Al/LDH質(zhì)量的0.5-lOwt%。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，其特征在于，過(guò)渡 金屬引入量為Mg-Al/LDH質(zhì)量的0 · 5-2wt %。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，其特征在 于，木質(zhì)素原料中木質(zhì)素含量范圍為20wt %-100wt %，木質(zhì)素原料中灰分含量不高于 20wt% 〇
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素的方法，包括如下步驟：(1)制備固體堿催化劑；(2)利用固體堿催化劑催化解聚木質(zhì)素。該方法利用層狀雙金屬氫氧化物為催化劑，可在100-300℃的溫和反應(yīng)條件下將來(lái)源于造紙廠或生物煉制過(guò)程的木質(zhì)素解聚為酚類化合物及其他芳香類含氧化合物，解聚效率均高于95％。本方法具有原料適應(yīng)性廣、反應(yīng)條件溫和、催化劑可重復(fù)利用、反應(yīng)效率較高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B01J23/883, B01J21/10, C07C37/00, C07C39/00, C07C37/54, B01J23/755, C07G1/00
【公開號(hào)】CN105669381
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610162745
【發(fā)明人】方云明, 艾薩克·納提·奧多魯, 黃勇, 孫俊磊
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué), 波音(中國(guó))投資有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日