生物质转化为二甲苯研究进展详解.doc

生物质转化为二甲苯的研究进展 摘要：生物质是在光的作用下二氧化碳和水进行光合作用而形成的各种有机体，同时实现能量的转化，其中植物类的生物质主要由三部分组成，分别为：纤维素、半纤维素和木质素，木质素具有苯丙烷类结构单元，是一种可再生的天然芳香类高分子，分子结构中就含有大量的苯环，通过脱除木质素多余的官能团可以用来生产BTX。它是自然界中唯一能提供可再生芳香基化合物的天然资源。受环境保护和石油资源短缺压力的影响，如何将木质素高效利用已经成为研究热点课题之一。木质素通过催化转化可制备石化工业中重要的基础原料，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯等高值芳香族化工产品，而目前这些芳香族化合物的生产几乎全部依赖石油或煤等不可再生资源。本论文探索研究了利用生物质通过不同的方法制备高附加值的芳香族化合物。 关键词：木质素；BTX；二甲苯；催化剂 Abstract Biomass is under the action of light photosynthetic carbon dioxide and water to form a variety of organisms, and to achieve energy conversion, the biomass of plants mainly consists of three parts, respectively is: cellulose, hemicellulose and lignin, lignin with benzene propane class structure unit, is a kind of renewable natural aromatic macromolecule, contains a large number of benzene ring in the molecular structure, by removing redundant functional groups can be used to produce BTX lignin. It is the only nature can provide renewable aromatic compounds of natural resources. Under the influence of environmental protection and a shortage of petroleum resources pressure, how to efficient use of lignin has become one of research hot topic. Lignin by catalytic conversion can be an important basis of the original in the preparation of the petrochemical industry. Key words Lignin; BTX；Xylene；Catalyst 1.1我国生物质利用现状 随着人类对能源需求的不断扩大，主要为人类提供能量的化石燃料资源正在迅速地减少，化石能源的过度开发利用带来环境污染和全球气候异常的问题也日益突出。 因此，寻找和开发新型可再生能源迫在眉睫。生物质能恰恰能满足这些要求,因为它具有不断的可再生性、对环境的友好性和能够抑制全球气候异常。生物质资源十分丰富，据估计,全球每年水、陆生物质产量约为目前全球总能耗量的6～10 倍左右。目前生物质已成为仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，约占全球总能耗的14 %。在发展中国家则更为突出,生物质能占总能耗的35 %[1]。 据预测,到2050 年,生物质能用量将占全球燃料直接用量的38 %，发电量占全球总电量的17 %[2]。因此，许多发达国家和一些发展中国家将生物质看作是对环境和社会有益的能源资源，加快了生物质能源的产品化进程[3～4] . 生物质转化新技术主要是热化学转化和生物化学转化。目前,中国的大部分农业废弃物就地焚烧，导致资源浪费和环境污染。因此，充分利用现代新技术，将生物质能进行转换,对于建立可持续发展的能源体系，促进社会和经济的发展以及改善生态环境具有重大意义。 1.2木质素的概述及应用介绍 生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。从结构与化学组成上看，纤维素为葡萄糖分子通过醚键连接形成的线性高聚物；半纤维素的成分则较为多样，主要为木糖和甘露糖；木质素的结构最为复杂，是由羟基或甲氧基取代的苯丙烷单体经无序聚合而成的三维复杂结构。纤维素和半纤维素已广泛用于造纸、制糖和诸如生物乙醇等燃料的生产。然而，作为仅次于纤维素储量的天然可再生资源的木质素却未得到有效合理利用。全世界每年产生大约