Ru 掺杂对Fe 催化剂上酚类化合物加氢脱氧影响的密度泛函理论研究

程 琪, 聂小娃, 郭新闻

（大连理工大学 化工学院 精细化工国家重点实验室, 辽宁 大连 116024, 中国）

1 研究背景

随着经济社会的高速发展, 煤、 石油、 天然气等传统化石能源日益匮乏, 能源紧缺和环境污染的问题逐渐凸显, 因此, 寻找环境友好并可以再生的替代能源迫在眉睫. 生物质作为分布广泛、 储量丰富的可再生资源, 越来越引起人们的关注. 生物质资源来源于光合作用, 合成原料和燃烧后产物都是二氧化碳, 满足绿色、 可持续发展的社会需求. 木质素是生物质的重要组成部分［1］, 是芳香性天然高聚物, 具有较大的应用潜力和开发价值［2］. 在木质素转化获得油品的酚类化合物中, 含有大量的酚羟基和与芳环相连的甲氧基［3］. 生物油中酚类的存在使其具有较高的氧含量, 从而造成生物油具有黏性、 腐蚀性、 热值低、 化学稳定性差等不利因素［4］,无法作为运输燃料, 不利于大规模应用, 因此必须通过精制来降低氧含量［5］, 在不减少碳的同时脱去氧. 催化加氢脱氧（Hydrodeoxygenation, HDO）是目前生物油升级提质的关键步骤, 可以高效地提升生物质油的品质, 同时也符合C 原子和H 原子的经济性. 木质素的热解产物是酚类化合物, 催化加氢脱氧过程可以高选择性地断裂酚类化合物的CAr－O 键, 有效降低热解产物中较高的含氧量, 得到组成成分在C6-C10之间的液态烃类燃料［6］, 提高其利用价值. 酚类分子HDO 反应得到的脱氧产物主要是芳烃和环烷烃, 其中芳烃产物的辛烷值高、 附加值高、 耗氢……