CaZr_(1-x)Fe_xO_3催化热解甘蔗渣木质素制备酚类化合物

Abstract

采用固相反应法制备了一系列钙钛矿型混合离子电子导体CaZr1-xFexO3（CZFO-x,x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0）.通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及X射线光电子能谱（XPS）对其晶型、形貌和金属赋存价态进行了表征.采用热重分析仪（TG）测试了其催化苷蔗渣木质素（BL）热解性能,并采用固定床微型反应器对其催化热解BL制备酚类化合物性能进行了评价,利用气相色谱/质谱（GC/MS）对BL催化热解的气相和液相产物进行分析.研究结果表明,CZFO-x呈粒状或层状致密结构,随着Fe掺杂量的增加,其特征衍射峰强度增大,且衍射峰位置向大角度偏移,晶胞体积及晶粒尺寸减小.固定床反应结果显示,在Ca Zr0.8Fe0.2O3（CZFO-0.2）催化下,BL热解液相产物收率可达23.71%,其中酚类化合物主要包括苯酚类、愈创木基类、邻苯二酚类和紫丁香基类,其选择性分别为35.19%,6.18%,10.68%和14.21%,其余产物为苯类和甲氧基芳香化合物.反应后催化剂经氧化再生后,仍然具有较高的催化活性和结构稳定性.对BL催化热解气体产物进行分析发现,CZFO-0.2促进了芳香烃烷基侧链的断裂,致使气相产物组成中CmHn和CH4含量增加