通过复合溶剂加压液化技术的前期预研，表明极性液化剂的降解作用与活性基团化学转化的联合机制，对液化油的品质提升研究有着较好的指导作用，更重要的是发现了液化进程中分子结构定向控制的重要性。为此，本项目设计引入新的原位加氢催化体系，将加压液化与液相还原反应过程耦合，实现重整、还原、酯化、醚化等多反应途径的协同与并归，揭示复杂体系下生物质多组分协同转化过程的竞合模式与结构稳定化作用机理。创制活性组分高度分散的介孔催化材料，提出催化剂表面形态与晶格骨架结构的控制方法，深入研究催化剂微观结构与原位加氢催化液化性能之间的关联性，阐明耦合液化反应与产品得率、组成及分子结构之间的内在联系。进一步开展耦合液化分级产物催化热裂解过程机理研究，探明催化裂解过程对分级液化产物的结构演化规律，研究裂解精炼过程的热力学行为和动力学模型，为木质纤维生物质热化学转化制备高品质燃油的创新与发展，提供坚实的前期基础研究。

As demonstrated in previous research, the combination of thermal chemical conversion and chemical refining indicated that the fuel properties of liquefied product could be improved by converting reactive chemical groups into stable molecular structure. More important is that the fractionation of liquefied product has great potential for upgrading process. This project plans to introduce hydrogenation reaction into the liquefication process in order to obtain high stable products such as alcohols, ethers and esters. A novel kind of mesoporous catalytic material with high dispersity of active components will be studied. The relationship between the liquefication process and the structure of liquefied product will be discussed. The fractionation refining process will be proposed to upgrade the fuel properties of liquefied product. The relationship between the structure of catalyst and the molecular structure of liquefied will be analyzed for discussing the mechanism of catalytic cracking. This project could provide fundamental research for developing high grade liquid fuels from biomass.

木质纤维类生物质直接热化学液化转化是重要的液体燃料制备技术。常规的液化过程忽视了木质纤维降解过程中分子结构的定向调控，形成的液化油组分复杂，难以进一步精炼加工。本项目设计了分子筛原位加氢定向液化的催化体系，获得高质量的液化油产品，对高品质液体燃料制备提供较好的基础条件。本项目执行期间，开展了液相还原法制备纳米金属高度分散的高稳定性介孔催化材料的研究，合成了水热稳定性较高的SBA-15介孔材料，具有较高的比表面积，约为770 m²/g，孔容积约为1.0 cm³/g，平均孔径6.3 nm。在此基础上采用液相还原技术制备活性中心高度分散的加氢还原催化剂，实现复杂体系下液化油中活泼官能团的联合转化。研究了介孔型原位加氢催化材料作用于探针化合物的基本规律研究，研究发现，所制备的原位加氢催化剂可以作用于大部分的酚类化合物，并且酚类化合物的加氢产物得率在90%以上。开展了液化产物的分级精炼制备高品质的可再生液体燃料的研究，采用Raney Ni 和所制备的介孔催化剂配合组成的双官能团催化剂，对分离液化产物得到的酚类物质进行原位加氢脱氧提质。选用多种单芳香环酚类和双芳香环酚类为原位加氢脱氧研究对象，研究发现，所采用的双官能团催化剂可以实现酚类化合物的转化率在95%以上，芳烃类目标产物的得率在85%以上。本项目研究已经发表研究论文17篇，其中第一标注SCI论文3篇，影响因子分别为9.1，8.0以及5.6；第一标注中文核心一篇；第二标注、第三标注论文13篇；申请发明专利5项；获得吉林省科学技术进步奖二等奖一项（项目负责人排名第二）；培养博士硕士研究生1名，研究生1名。并于2015年5月，在国际木材年会（SWST）中做大会报告。研究成果揭示了加压液化与原位加氢反应的协同机制，探明了多组分复杂体系下反应性基团在耦合液化反应中的定向演化规律，突破了生物质热化学全质化利用的技术瓶颈，为木质纤维液化油规模化、高附加值精加工提供理论研究基础。