超临界溶剂协同离子液催化剂用于木质纤维素浆态床加氢反应研究

木质纤维素是生产液体燃料的丰富可再生资源，高压加氢液化工艺所得产品含氧量低、热值高，具有巨大发展潜力。目前现有加氢工艺中浆态床加氢更适合生物质加氢液化反应的特点，有望实现规模化生产。本研究采用浆态床加氢反应模式研究木质纤维素高压加氢液化，通过制备性能优良的氯化烷基咪唑和氯化N，N-烷基乙酰胺过渡金属室温离子液体加氢催化剂，利用催化体系所形成的过渡金属阳离子加氢活性中心，在氢气气氛下产生氢自由基参与木质纤维素加氢液化反应，同时催化剂体系中产生的高电负性配对弱负离子可与纤维素中的羟基形成氢键，破坏纤维素分子链内和链间的氢键网状结构，促进纤维素转化。 应用超临界流体特有的扩散性和对纤维素液化产物的特有互溶性，促进木质纤维素转化反应，同时作为离子液加氢催化剂的优良溶剂，提高分散型加氢催化剂在反应体系中的分散度，促进加氢反应进行，提高液体产物产率。

化石能源的紧缺和环境的破坏促使人们迫切的寻找一种对环境友好的可再生能源。生物质能源作为世界第四大能源，具有储量丰富、CO2净排放量为零，对环境无负担等优点，受到各国研究学者的广泛关注。木质素纤维素加氢液化反应所需较低的反应温度，所得液相产物具有氧含量低和热值高的优点，因而被认为最为有效地转化技术。本研究采用浆态床加氢反应模式探索了在超临界溶剂和离子液过渡金属催化剂体系下木屑的加氢液化反应。我们对离子液过渡金属催化剂进行了制备，并探讨离子液过渡金属催化剂对木屑转化的促进作用，同时我们又研究不同超临界溶剂对木屑加氢液化反应的影响，实验结果表明超临界溶剂和离子液过渡金属催化剂对促进生物质的转化具有协同效应。在反应温度为320oC，氢初压为10.0MPa，反应时间为30 min，催化剂体系中的Ni含量为300 μg/g以及[BMIM]Cl含量为1.2%时，可获得最高的油相收率75.45%和转化率86.01%。此外，考察了纤维素，半纤维素和木质素三种亚组分的液化反应行为，木质素的液相产物收率最高但是转化程度较低，而相对的纤维素和半纤维素的液相产物收率较低但是转化程度高.