碱木质素是制浆造纸工业的副产物,大量存在于制浆废液中,是一种天然的可再生的芳香族化合物。通过液化降解等技术合理利用碱木质素,生产生物油等能源产品,对于解决能源危机、实现能源可持续发展具有重要意义。另外,在加氢液化过程中,氢气作为原料转化为燃料产品,与直接燃烧产能的方法相比,可以作为另一种更安全有效的利用方法。此外,MoS₂具有金属性、能带窄及稳定性高等特性,将其与SrTiO3复合,有利于提高传统钙钛矿型氧化物光催化剂的催化效率,优化光降解有机染料的反应效果,对于解决环境污染具有重要意义。本文采用水热法制备MoS₂及掺杂过渡金属Ni、Co、Ag的MoS₂催化剂,应用其加氢液化碱木质素。通过单因素变量法研究反应温度、反应时间、初始氢压、催化剂种类对碱木质素液化反应的影响,考察因素为生物油产率、木质素转化率、固体残渣率、气体产率及生物油的组成分析。研究结果表明,水热法制备的MoS₂、Ni-MoS₂、Co-MoS₂和Ag-MoS₂催化剂具有层状纳米花结构,堆垛层侧面呈楔形,有利于增加加氢催化活性中心。掺杂Ni和Co后,MoS₂片层结构弯曲程度变大,堆垛程度变小,加氢催化效率提高。MoS₂作为催化剂加氢液化碱木质素,当反应温度为290℃,反应时间为1 h,初始氢压为2.5 MPa时,生物油产率和木质素转化率最高,分别为78.02%和88.27%。Ni和Co有助于提高生物油产率和木质素转化率。Ag的助催化效果较小,当其掺杂量略大时,具有抑制作用。产物生物油主要组成为酚类、酯类和酸类化合物,及部分含硫含氮化合物。MoS₂系列催化剂有助于提高产物选择性,掺杂过渡金属有利于发生加氢脱硫、加氢脱氮反应,提高生物油品质。另外,本文采用二次水热法制备MoS₂/SrTiO3,通过应用其光降解甲基橙溶液研究MoS₂的助剂效果及机理。结果表明,MoS₂可以有效转移SrTiO3中的光激发电子,抑制电子空穴对再复合,增加反应活性中心,适量质量比的MoS₂/SrTiO3光催化效率较高。在紫外光照射下,0.05 wt%MoS₂/SrTiO3作为催化剂,60min后30mgL-1甲基橙溶液几乎完全降解。