木质素衍生炭锚定单原子催化剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术为木质素衍生炭锚定单原子催化剂的制备方法及应用，以木质素和金属盐为原料，二者配制为各自的液相溶液后进行液相混合，再与氮源在惰性气体下高温热解，获得木质素衍生炭锚定单原子催化剂；以木质素衍生炭锚定单原子催化剂为催化剂，将催化剂与氧化木质素、溶剂混合放入反应釜中，通入含氧气体，并充压至1

【技术实现步骤摘要】
木质素衍生炭锚定单原子催化剂的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及生物质转化为高附加值化学品
，具体来说涉及一种木质素衍生炭锚定单原子催化剂的制备方法及应用，该制备方法能利用单原子催化剂对木质素进行氧化解聚，得到芳香酮、芳香醛等高附加值的小分子单体化合物。

技术介绍

[0002]木质素是木质纤维素中含量仅次于纤维素的第二大成分，作为自然界中唯一可再生的芳香化合物资源，将其氧化解聚为高附加值芳香酮、芳香醛类化合物，具有天然优势。木质素由大量芳香结构单元通过C
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O及C
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C键链接而成，将其氧化解聚关键在于开发高效断裂C
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O/C
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C键催化剂。目前均相催化剂氧化解聚木质素多发生在酸碱条件下，且普遍存在产物与反应体系难分离问题；而常规多相催化剂的金属原子利用率较低，导致催化剂成本增加，限制催化剂的广泛应用。
[0003]单原子催化剂（SACs）兼具均相催化剂高活性位和非均相催化剂易回收优势，成为各种催化反应中的研究前沿。其中，单原子Mr/>‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木质素衍生炭锚定单原子催化剂在木质素氧化解聚领域的应用，其特征在于，以木质素和金属盐为原料，二者配制为各自的液相溶液后进行液相混合，再与氮源在惰性气体下高温热解，获得木质素衍生炭锚定单原子催化剂；以木质素衍生炭锚定单原子催化剂为催化剂，将催化剂与氧化木质素、溶剂混合放入反应釜中，通入含氧气体，并充压至1
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2MPa，以600
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800r/min的速度进行搅拌，在不高于200℃的温度下进行氧化解聚，充分反应后冷却至室温，获得木质素氧化解聚产物。2.根据权利要求1所述的木质素衍生炭锚定单原子催化剂在木质素氧化解聚领域的应用，其特征在于，所述氧化木质素为木质素经过氧化预处理后获得的产物；所述木质素为碱木质素、木质素磺酸钠、硫酸木质素以及有机木质素中的至少一种。3.根据权利要求1所述的木质素衍生炭锚定单原子催化剂在木质素氧化解聚领域的应用，其特征在于，所述高温热解的热解温度550
‑
800℃，热解时间为0.5
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2h；高温热解时的惰性气体为氮气、氩气或氦气；所述木质素衍生炭锚定单原子催化剂中金属离子的质量掺量为2
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10%；所述金属盐为铁盐、钴盐、镍盐中的至少一种；所述液相混合时所用溶剂为水。4.根据权利要求1所述的木质素衍生炭锚定单原子催化剂在木质素氧化解聚领域的应用，其特征在于，所述含氧气体为空气、纯氧气或者空气与纯氧气的混合气体；所述溶剂为具有形成氢键能力的极性溶剂：甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、水中的一种或多种；所述氧化解聚中的反应温度为120
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180℃，反应时间为1.5
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2.5h；所述催化剂中活性物种的掺量为氧化木质素质量的20
‑
40%。5.根据权利要求1所述的木质素衍生炭锚定单原子催化剂在木质素氧化解聚领域的应用，其特征在于，所述氧化木质素为木质素β
‑
O
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭海威，孙鑫阳，陈钊，马小东，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：