1、作為現(xiàn)代工業(yè)社會血液的石油資源日益枯竭，我們生活的環(huán)境由于大量汽車尾氣和溫室氣體排放而不斷惡化。數(shù)年來，各國都在一直積極探索能夠替代石油的能源及其生產(chǎn)技術(shù)，以期盡早解決不可避免的石油短缺問題。生物質(zhì)是唯一能夠轉(zhuǎn)化為液體燃料的可再生資源。充分利用生物質(zhì)能源生產(chǎn)生物燃料、化學(xué)品和合成材料可以同時達(dá)到替代石油資源和減少CO2排放兩個目的，而生物質(zhì)直接液化法是大規(guī)模利用生物質(zhì)的有效方法之一。 催化劑在生物質(zhì)液化過程中的作用非常重要。一些

2、常見的催化劑，如可溶性堿，酸和鹽已被廣泛用于生物質(zhì)和木質(zhì)素等的轉(zhuǎn)化。但是它們主要的弊端如難以分離處置，有毒和具有腐蝕性限制了它們的廣泛使用。為克服這些局限性，用環(huán)境友好的非均相的固體酸催化劑替代傳統(tǒng)的均相催化劑越來越吸引了人們的注意。 與傳統(tǒng)生物質(zhì)液化所用的酸堿催化劑相比，新型固體酸催化劑具有活性高、對設(shè)備腐蝕性小、回收方便、與液化產(chǎn)物分離容易以及能夠重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。 本文通過超臨界干燥法和浸漬的方法制得Cl--Fe2O

3、3-La2O3/ZrO2-SiO2催化劑，水熱合成法和浸漬法制備了固體酸SO42--Fe2O3/MCM-41、SO42--ZrO2/MCM-41及Mo-MCM-41等三種催化劑，分別以稻殼和木質(zhì)素作為原料，水或甘油做溶劑，考察了催化劑對生物質(zhì)催化液化的效果。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以稻殼為原料時，催化劑Cl--Fe2O3-La2O3/ZrO2-SiO2的最佳液化條件為：反應(yīng)溫度250℃，反應(yīng)時間2h，催化劑用量4％，反應(yīng)液質(zhì)比(水/稻殼

4、)為30:1，稻殼的液化率達(dá)91.9％：使用木質(zhì)素為原料時，催化劑Mo-MCM-41的最佳液化條件為：反應(yīng)時間4h，催化劑用量5％，反應(yīng)液質(zhì)比(甘油/木質(zhì)素)為20:1，反應(yīng)溫度為290℃，木質(zhì)素轉(zhuǎn)化生成輕油的產(chǎn)率可以達(dá)到52％；催化劑SO42--ZrO2/MCM-41的最佳液化條件為：反應(yīng)時間3h，催化劑用量8％，反應(yīng)液質(zhì)比(甘油/木質(zhì)素)為20:1，反應(yīng)溫度是290℃，輕油、重油均有較高的產(chǎn)率。催化劑5O42--Fe2O3/MCM-

5、41的最佳液化條件為：反應(yīng)時間2h，催化劑用量8％，反應(yīng)液質(zhì)比(甘油/木質(zhì)素)為20:1，反應(yīng)溫度為290℃，木質(zhì)素轉(zhuǎn)化生成輕油的產(chǎn)率可以達(dá)到41.1％。 實(shí)驗(yàn)采用了FT-IR、XRD、氨NH3-TPD等手段對所制備的催化劑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明Cl--Fe2O3-La2O3/ZrO2-SiO2催化劑中的Cl元素是以ClO4-形式存在的，氧化鐵為赤鐵礦型(α-Fe2O3)，有兩個超強(qiáng)酸中心；Mo-MCM-41催化劑具有一個弱酸中心

6、和兩個超強(qiáng)酸中心；MCM-41負(fù)載SO42-/ZrO2超強(qiáng)酸催化劑有兩個超強(qiáng)酸中心和多個弱酸中心；MCM-41負(fù)載Fe2O3/SO42-催化劑同時具有超強(qiáng)、中強(qiáng)及弱酸中心。 GC-MS結(jié)果表明，以Cl--Fe2O3-La2O3/ZrO2-SiO2為催化劑的催化條件下，稻殼的液化產(chǎn)物主要是苯酚、環(huán)戊烯酮和鄰甲氧基苯酚；Mo-MCM-41催化液化的產(chǎn)物主要是苯酚和酯類化合物，另外還有一些烷烴化合物；以MCM-41負(fù)載SO42-/Z