Fe--Ru、Co--Ru双金属催化剂对木质素模型化合物加氢脱氧的研究的开题报告.docx

Fe--Ru、Co--Ru双金属催化剂对木质素模型化合物加氢脱氧的研究的开题报告
一、选题背景及意义
木质素是存在于生物质中的主要有机物，其含氧功能团结构复杂，存在大量的羟基，醇基，醚键以及双键等。木质素的解构是生物质转化为热值较高的燃料或化学品的关键步骤，因此开发高效的木质素加氢脱氧催化剂是很有意义的。Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂是一类新型的催化剂，因具有非常好的催化效果和稳定性，引起了研究人员的重视。本研究旨在利用Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂对木质素模型化合物进行加氢脱氧反应，探究其反应机制及催化效果，为木质素联合加氢解构提供重要指导。
二、研究内容及目标
本研究将主要从以下两个方面对Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂的加氢脱氧反应进行研究：
（1）制备Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂及其表征。
本研究将通过化学还原等方法制备Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂，并运用XRD、TEM等技术对其形貌、晶体结构、成分进行表征。
（2）进行木质素模型化合物的加氢脱氧反应。
通过对木质素模型化合物浸渍，将其负载在Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂上，进行加氢脱氧反应，并分析产物，探究反应机制及其影响因素。
三、研究方法
本研究的主要实验步骤如下：
1.制备Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂：采用化学还原等方法制备Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂。
2.催化剂的表征：运用XRD、TEM等技术对Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂的晶体结构、形貌、成分等进行表征。
3.加氢脱氧反应的模型化合物的制备：采用现有文献中的方法综合实现。
4.加氢脱氧反应：将制备好的木质素模型化合物浸渍后负载在Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂上进行加氢脱氧反应，再对反应产物进行分析和表征。
四、预期成果
通过对Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂的制备、表征及其对木质素模型化合物的加氢脱氧反应实验，本研究旨在：
1.建立Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂的制备方法及表征手段。
2.探究Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂对不同木质素模型化合物加氢脱氧反应机理及其影响因素。
3.为未来设计和优化木质素加氢脱氧反应催化剂提供基础数据支持。
五、研究存在的问题及解决办法
在进行研究时，可能会遇到如下问题：
1.制备Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂时，合成条件的选择对催化剂的性能有重要影响。
解决办法：选取不同的合成条件，然后进行比较和分析，挑选出最优秀的一种条件。
2.加氢脱氧反应反应条件的优化是提高反应效率的关键。
解决办法：通过实验分析，综合考虑反应温度、反应时间、氢气压力等因素的影响，最优化反应条件。
六、可行性分析
本研究选取的Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂和木质素模型化合物具有一定的可行性。Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂具有很好的催化效果和稳定性，已经在木质素加氢脱氧反应中得到了广泛应用。同时，木质素模型化合物可以模拟实际的木质素，进行总体研究；针对不同类型的木质素，可以选择不同的模型化合物进行研究，从而为实际应用反应提供丰富的数据和支持。
七、研究进度安排
本研究计划时间为一年。预计完成各项实验和分析工作，初步得到实验结果。安排如下：
第1-3个月：文献调研，研究催化剂的制备及表征技术。
第4-7个月：制备Fe-Ru、Co-Ru双金属催化剂，表征其形貌和晶体结构。
第8-11个月：制备木质素模型化合物，进行加氢脱氧反应，并对反应产物进行分析和表征。
第12个月：总结研究结果，撰写论文。
八、参考文献
1.ShujinChen,XuejunChen.[Fe]-and[Ru]-basedcatalystsforlignocellulosicbiomassconversiontochemicalsandfuels.Catalysts,2019,9(4):328.
2.KunZhao,HuawenDeng,etal.SelectivecatalyticconversionofligninintoaromaticmonomersanddimersviahydrogenationwithCo-Rubimetalliccatalysts.ChemSusChem,2020,13:2612-2618.
3.ChengChen,JiamingYan,etal.Fe-basedbimetalliccatalystsforselectiveconversionoflignintohigh-qualityliquidfuelsundermildreactionconditions.ACSSustainableChemistry&Engineering,2017,5(12):11484-11493.