生物质炭基催化材料的研究进展

王诗雨，薛珊，杨涛，唐璇，张群正，皇甫慧君

(1.西安石油大学 化学化工学院，陕西 西安 710065；2.陕西省石油化工研究设计院，陕西 西安 710054)

新型可再生资源向后续化学产品的可持续转化是一个快速发展的领域。传统催化剂载体(如氧化物载体、多孔炭材料等)具有易团聚、催化剂使用寿命较短等缺陷[1]，如TiO2易发生由锐钛矿到金红石的相变[2]，以及在高活性加氢脱硫(HDS)中，γ-Al2O3与活性组分之间存在较强的相互作用等[3]。常用的载体改性方法如复合载体、掺杂杂原子等在一定方面改善了催化性能。新型环保型载体具有易于调整的物理和化学表面特性，在催化剂合成过程中，可减少活性组分的团聚、提高催化剂活性及耐受性，因此，许多学者将新型催化剂的研究集中在了开发新型载体上。

炭基材料具有大比表面积、易于调节的多孔结构及稳定的化学性质等特点[4]。生物质废弃物(秸秆、藻类等)，具有表面化学活性位点多、孔隙结构丰富等性质，被广泛用于新型催化剂载体的研究中[5]，在催化反应过程中，它具有许多优势，如对酸性或碱性介质的抗性，及可增强扩散的表面氧化官能团等[6]。生物质材料的利用可以有效解决制备传统炭材料上的问题[7]。本文重点综述了以各类生物质原料制备生物质衍生炭基材料，及其在不同领域的应用。

1 生物质炭基材料的制备

1.1 原料

生物质资源储量丰富，且具有天然的孔结构，诸如纤维素(棉花、木材等)、淀粉(玉米、大豆等)、废弃物(甘蔗渣、柚子皮等)等均可以作为炭基材料的来源，不同的结构决定了其性质的不同，从而导致了性能和应用领域的差异。……