木质纤维素加氢脱氧制备液态燃料进展综述

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1、木质纤维素加氢脱氧制备液态燃料进展综述摘要：随着对烷烃燃料需求的日益增加和全球气候变暖日趋严重，人们正在寻找可长期使用的清洁再生能源。木质纤维素，纤维素，淀粉等生物质是比较易得的，有希望成为未来的主要碳资源。生物质中的碳都是在自然界循环的，所以可以成为可连续使用的燃料来源而不收碳排放限制的影响。生物质直接加氢脱氧是制备生物燃料比较高效的方法，避免了传统乙醇路径的原料利用率低，分离成本高的问题。本文综述了木质纤维素制燃料的技术进展，并对一些典型过程中所使用的催化剂，表征手段和使用的仪器进行了介绍。关键词：生物质；加氢脱氧；烷烃。Abstract：Theincreasedwor

2、ldwidedemandforenergyandstressfromglobalwarming,particularlyfrompetroleum-derivedfuelshasledtothesearchforalong-termsolutionofareliablesourceofcleanenergy.Biomasslikelignin,cellulose,starcharequietavailableanditispossibleforthemtoreplacepetroleumasmajorcarbonrecourseinfuture.Biomassesappea

3、rtoholdthekeyforacontinuoussupplyofrenewablefuelswithoutcompromisingwiththeincreasingCO2emissionlimitssinceallcarbonarerecyclable.Thehydrodeoxygenationofbiomassisarelativelyhighefficientwaytosynthesisbio-fuel,wherebyavoidtheproblemoflowusage-rateofrawmaterialandhighseparationcostsinethanol

4、process.Thisarticleisareviewofdevelopmentofbiomasshydrodeoxygenationtechnology,inwhichthepreparationofcatalyst,characterization,andinstrumentswouldbeusedwerealsointroduced.Keywords:Biomass;hydrodeoxygenation;Alkane.不断增长的全球能源消耗与随之而来的大量CO2温室气体的排放已经成为21世纪全球能源的两个主要问题。美国能源部在2007年总结指出自从1970年，全球能

5、源消耗就快速上升，并且这一趋势并不会得到减缓，各种能源的消耗也将会不断的增加。全球能源的加速消耗也会造成严重的C02温室气体的释放，主体消耗的化石能源的主要成分是碳氢化合物，另外还含有少量的氧、硫和氮。在使用过程中，会生成大量有害气体。CO2气体会造成全球气候变暖，而NO2，SO2气体则会造成酸雨污染。因此，开发具有工业应用价值的生物质转化燃料的技术具有重要的现实意义[1]。1木质纤维素转化技术开发研究背景生物能是指任何从可再生的生物质中获得的能源。目前，乙醇汽油已经商业化。但是，如果大量使用含淀粉的粮食原料生产乙醇燃料，则有可能挤压粮食生产，可能引发粮食危机。而木质纤维素

6、也是植物的主要组成成分之一，存在于植物的根，茎，叶中。木质纤维素是分布最广泛，储量最大且最廉价的生物质原料。木质纤维素可以从农作物，饲草，软木或硬木的木屑或者废纸中获得。在干基木质纤维素生物质中，通常含有30-60%纤维素，20-40%半纤维素和15-25%木质素。所以如果木质纤维素如果能有效的转化为生物燃料，前景极为可观。木质纤维素具有由共价键，分子间桥和范德华力形成的复杂晶体结构，所以不能溶于水，很难被酶破坏，而且成分复杂，所以有效的利用木质素有待进一步的研究[2]。目前，工业化的木质纤维素生产生物燃料的方法主要有三种：（1）生物化学法用酶和微生物将纤维素和半纤维素转化

7、成乙醇[3]；（2）热化学法将生物质气化转化为合成气，然后再合成汽油或其他生物燃料[4]。（3）水解法用强质子酸将木质纤维素解离成小单元，然后加工成液体燃料[5]。2木质纤维素转化技术研究进展通过脱氧技术，研究人员可以实现基于木质纤维素的材料，如糖类等及基于甘油三酯类的材料，如脂肪酸，脂肪酸酯，植物油及日常废食用油等等向液态烃类转化。图2.1给出了生物质向液态烃类燃料的转化途径，木质纤维素均需要在强质子酸(Bronstedacid)条件下解离成的小的组成单元，然后在经过加氢脱氧进一步转化。作为木质纤维素水解后主要产