基于聚离子液体型催化剂的生物质转化研究开题报告

 2022-11-17 16:03:17

1. 研究目的与意义

随着全球变暖的加剧和化石能源储备的逐步下降,世界各国都在寻找替代性的生态友好型且可再生的能源。

生物质资源作为一种可再生的化学品和燃料原料,能够通过它制备生物油和一系列高附加值的化学品,被视为传统化石能源的优秀替代品[1],近十几年来越来越受到重视。

5-HMF作为一种主要的新型生物质基平台分子,分子中羟基、醛基以及呋喃环等基团的存在,在这些基团的作用下,配合必要的反应条件,5-HMF分子可以通过相对精确的氢化、氧化、聚合等方式生产各种精细化学品和聚合物单体,对于替代一些不可再生的能源原料具有深远意义。

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2. 课题关键问题和重难点

一是存在的问题是高效聚离子液体催化剂的来发困难和回收效果差。

在当前正在研究的催化剂体系中,具有更好催化效果的催化剂具有毒性强且难以分离和回收的缺点,并且与其他催化剂相比,固体催化剂具有催化活性低的缺点。

二是如何实现贵金属纳米合金在聚离子液体中的高分散性与稳定性。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

引言:随着全球变暖的加剧和化石能源储备的逐步下降,世界各国都在寻找替代性的生态友好型且可再生的能源。

生物质资源是一种可再生的化学品和燃料原料,因其储量巨大,且是自然界中唯一的含碳可再生资源,被视为煤、石油等传统化石能源的优秀替代品[1],近年来受到了广泛重视。

生物质中最有代表性的是木质纤维素生物质,其经离子液体催化后的3种产物及衍生物见图1.1[2]。

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4. 研究方案

(1)对于聚离子液体催化剂催化单糖转化为5-HMF的催化条件进行影响分析,结合数据在不同反应条件下,各反应因素对5-HMF收率的影响,并总结有利于实验的规律。

(2)根据所查资料选取较优的催化离子,并进行可行性分析,设计3种稳定、含高效催化离子且易于回收的聚离子液体催化剂。

5. 工作计划

1. 第一学期第 18-21 周:搜索及查阅贵金属纳米粒子、聚离子液体和生物质的相关文献及书籍,了解贵金属纳米粒子、聚离子液体和生物质的概念,并撰写任务书及开题报告。

2.第二学期第 1-3 周:进行英文文献翻译,并了解聚离子液体作为溶剂或者催化剂的优点和特点、功能化离子液体的制备方法、催化对应的生物质转化反应的步骤和机理、生物质反应的研究进展。

3.第 4-6 周:查阅资料,了解各种聚离子液体复合催化剂对生物质转化反应的催化性能及重复使用性能、合适的反应温度、最佳反应时间、催化剂用量等反应条件,设计预合成催化剂的合成路线并准备中期检查。

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