苯酚類分子選擇性直接脫氧制備芳烴的研究進展

陳　晨，祝新利

(1.天津大學環境科學與工程學院，天津 300072； 2.天津大學化工學院，天津 300072)

伴隨著經濟、社會的高速發展，能源緊缺以及環境惡化問題不斷升級，人們將目光投向可再生能源和化工產品的生產。木質素作為生物質的重要組成部分，是一種產量極大且可轉化為液體燃料的可再生資源，近年來被研究者廣泛關注。木質素是一種芳香性的天然高聚物，由其通過熱解工藝得到的生物油含有大量的苯酚類分子(含氧芳烴化合物)。如圖1所示，木質素解聚后衍生出的苯酚類分子包括苯酚類、苯甲醚類、愈創木酚類(鄰甲氧基苯酚)、紫丁香醇類(鄰二甲氧基苯酚)等[1]。羥基(—OH)和甲氧基(—OCH3)是這些化合物中最主要的兩種含氧基團。這些含氧化合物使得生物油含氧率普遍高于10%，甚至達到50%，從而具有諸多不利特性，如：低熱值、高黏度、高含水率、酸性、不穩定性等，因此不適合直接使用，而需進一步提質升級[2-6]。

圖1　木質素衍生含氧化合物物質結構[1]Fig.1　Structure of lignin-derived oxygenated compounds[1]

催化加氫脫氧(Hydrodeoxygenation, HDO)是一種被廣泛應用于提升生物質油品質的高效手段。芳烴和環烷烴是酚類分子HDO反應的兩類最終脫氧產物。芳烴是一種高辛烷值燃料和高附加值工業產品，且制備芳烴的氫耗遠遠小于環烷烴[7-8]。因此，從酚類分子選擇性直接脫氧制備芳烴具有原子經濟性，十分有吸引力。張勤生等[9]于2013年曾發表文獻對木質素及其模型化物的加氫脫氧進行綜述，綜述關注于不同催化劑的脫氧性能，而并未指出不同催化劑在何種反應條件下有利于芳烴的生產。……