[发明专利]一种催化解聚木质素的方法

说明书

本发明提供了一种催化解聚木质素的方法，包括：采用催化剂催化解聚木质素；所述催化剂包括金属加氢催化剂和酸碱复配催化剂；所述酸碱复配催化剂为负载碱金属和碱土金属中的一种或几种与过硫酸根的氧化物；所述氧化物选自硅的氧化物、锆的氧化物、钛的氧化物、锡的氧化物和铁的氧化物中的一种或几种；所述解聚温度为200～320℃。本发明采用特定的固体酸催化剂能够高效解聚木质素。本发明的金属加氢催化剂和酸碱复配催化剂可以降低催化剂对于反应器的伤害，解聚率高，同时解聚产物中芳香族化合物产率，特别是石油醚萃取的小分子化合物产率高，分离提纯简单。本发明的解聚产物和催化剂的分离简单，环境友好。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其是涉及一种催化解聚木质素的方法。

背景技术

生物质是公认的可再生有机碳的最佳来源。近年来，采用生物质生产燃料和精细化学品引起了广泛的关注，以期将来能部分取代日益枯竭的化石资源。基于不与人争粮的原则，木质生物质的转化利用成为生物炼制领域的研究热点。木质生物质的转化利用要求充分利用木质生物质的各种成分。当前，大部分的研究集中在构成木质生物质的三种主要成分(纤维素、半纤维素和木质素)中较容易转化的纤维素和半纤维素上。剩下的木质素则常常以废物的形式排出，在生物炼制工厂里作为燃料提供能量和蒸汽。这不仅仅造成了资源的浪费还在很大程度上污染了环境。这是由于木质素是一种具有复杂的三维无定型结构的天然高分子，对其利用的难度很大。如今，对于木质素的资源化利用主要集中在用作混凝土减水剂、燃料分散剂、农药缓释剂及采油用表面活性剂等领域，并没有让木质素从根本上得到有效利用。因此，如何有效的利用催化剂对木质素进行解聚使其转化成具有高附加值的化学品，引起了许多研究者的关注。

由于木质素具有独特的芳香族结构，同时又具有脂肪族结构，所以从木质素制备高附加值的化学品，燃油替代品和平台化合物等方面的研究有了快速的发展，其中从木质素制备芳香族化合物被认为是最具有前景的方向。从木质素原料得到小分子化合物的方法繁多，大体上有催化解聚，热解，酶解三大类。其中化学解聚发展快速，同时也被认为是最具有潜力的解聚方法之一。化学解聚主要分为催化氧化解聚，催化加氢解聚，催化裂解解聚等。

现有技术使用均相酸催化解聚木质素已经具有很广泛的应用，但是不可避免的面临着一些问题，例如，后处理复杂，腐蚀反应器，环境污染等。正是由于木质素解聚反应机理复杂，解聚过程中的反应条件严苛，解聚产物选择性差，产物复杂，产物的分离和提纯较为困难，并且解聚效率低。都是当前木质素解聚所面临的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种催化解聚木质素的方法，本发明催化解聚木质素的方法解聚效率高，解聚产物分离简单。

本发明提供了一种催化解聚木质素的方法，包括：

采用催化剂催化解聚木质素；

所述催化剂包括金属加氢催化剂和酸碱复配催化剂；

所述酸碱复配催化剂包括载体氧化物、负载在所述载体氧化物上的过硫酸根以及负载在所述载体氧化物上的碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物；

所述载体氧化物选自硅的氧化物、锆的氧化物、钛的氧化物、锡的氧化物和铁的氧化物中的一种或几种；

所述解聚温度为200～320℃。

优选的，所述酸碱复配催化剂由如下方法制备：

载体氧化物在金属盐和过硫酸铵的溶液中浸渍、干燥和煅烧得到；所述金属盐为碱金属盐和碱土金属盐中的一种或几种。

优选的，所述碱金属盐中的碱金属选自钾、钠和锂中的一种或几种；所述碱土金属盐中的碱土金属选自镁和钙中的一种或几种。

优选的，所述浸渍的时间为1～5h；所述干燥的温度为60～80℃；所述干燥的时间为6～24h；所述煅烧的温度为450～650℃；所述煅烧的时间为3～10h。