面向生物柴油制备的HTCC/NA2SIO3复合催化膜及集成过程
发布时间：2021-01-21 05:36
生物柴油作为一种绿色、安全、可再生燃料,被认为是石化柴油最好的替代品。本课题以硅酸钠(Na2SiO3化学固载N-[（2-羟基-3-三甲基铵）丙基]壳聚糖（HTCC）为催化活性物质,并以聚丙烯非织造布为支撑层,采用非溶剂相转化法制备新型复合膜HTCC/Na2SiO3/NWF,将其作为非均相碱催化剂填充于膜反应器连续催化制备生物柴油,建立连续酯交换反应体系的动力学模型。基于碱催化膜HTCC/Na2Si03/NWF和酸催化膜SPSF/PES/NWF,集成酸催化酯化反应和碱催化酯交换反应连续催化酸化油制备生物柴油。最后以硅酸镁吸附生物柴油中未反应的微量脂肪酸,具体研究结果如下:首先研究了以复合催化膜HTCC/Na2SiO3/NWF作为催化剂,在膜反应器以Flow-through模式催化大豆油和甲醇发生酯交换反应连续化制备生物柴油,发现在最佳工艺条件:醇/油摩尔比为9:1、反应温度为60℃、膜面积36.3cm2、膜孔体积为6.52cm3、停留时间3913s,大豆油转化率最大达到97%,连续40h催化制备生物柴油过程中,大豆油转化率始终保持94.0%以上。建立了复合膜HTCC/Na2SiO3/NW...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文的主要创新点
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 研究背景
1.2 研究目的
1.3 研究内容
第二章 文献综述
2.1 生物柴油概述
2.2 生物柴油的国内外研究发展
2.2.1 国外发展状况
2.2.2 国内发展状况
2.3 生物柴油的理化性质
2.4 生物柴油的特性
2.5 生物柴油的制备方法
2.5.1 物理法
2.5.2 化学法
2.6 制备生物柴油的催化剂
2.6.1 均相催化剂
2.6.2 非均相催化剂
2.6.3 生物酶催化剂
2.7 膜催化法制备生物柴油及膜反应器
2.7.1 膜催化技术及其优点
2.7.2 膜催化接触器
2.7.3 膜催化接触器中连续催化制备生物柴油
2.8 本章小结
2SiO3/NWF复合催化膜制备及酯交换反应连续工艺研究">第三章 HTCC/Na2SiO3/NWF复合催化膜制备及酯交换反应连续工艺研究
3.1 本章研究内容
3.2 实验材料和方法
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验设备
3.2.3 复合膜制备
3.2.4 复合膜的表征
3.2.5 复合催化膜Flow-through模式下连续反应
3.2.6 停留时间计算
3.2.7 样品分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 非织造布筛选
3.3.2 复合膜的结构表征
3.3.3 铸膜液浓度的影响
3.3.4 连续操作（flow-through）工艺参数探索
3.3.5 水/FAA含量对复合膜性能的影响
3.3.6 复合膜flow-through模式下连续催化的稳定性
3.4 本章小结
2SiO3/ NWF复合膜连续催化酯交换反应动力学研究">第四章 HTCC/Na2SiO3/ NWF复合膜连续催化酯交换反应动力学研究
4.1 本章研究内容
4.2 动力学模型建立
4.3 酯交换反应动力学参数
4.4 本章小结
第五章 酯化单元与酯交换单元集成制备生物柴油
5.1 本章研究内容
5.2 实验材料与方法
5.2.1 实验材料
5.2.2 SPSF/PES/NWF复合膜制备
5.2.3 复合膜的表征
5.2.4 催化反应过程
5.2.5 停留时间的计算
5.2.6 产物测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 酯化单元
5.3.2 酯交换单元
5.3.3 酯化单元与酯交换单元集成
5.4 本章小结
第六章 硅酸镁吸附脂肪酸的性能研究
6.1 本章研究内容
6.2 实验材料与方法
6.2.1 实验材料
6.2.2 实验设备
6.2.3 脂肪酸吸附的反应
6.2.4 吸附剂材料和产物的表征
6.3 结果与讨论
6.3.1 吸附剂的选择
6.3.2 吸附剂的SEM表征
6.3.3 吸附剂的影响因素考察
6.3.4 吸附剂的重复性
6.3.5 热重分析吸附剂
6.4 本章小结
第七章 结论和下一步研究工作
7.1 结论
7.2 下一步研究计划
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：2990566
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文的主要创新点
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 研究背景
1.2 研究目的
1.3 研究内容
第二章 文献综述
2.1 生物柴油概述
2.2 生物柴油的国内外研究发展
2.2.1 国外发展状况
2.2.2 国内发展状况
2.3 生物柴油的理化性质
2.4 生物柴油的特性
2.5 生物柴油的制备方法
2.5.1 物理法
2.5.2 化学法
2.6 制备生物柴油的催化剂
2.6.1 均相催化剂
2.6.2 非均相催化剂
2.6.3 生物酶催化剂
2.7 膜催化法制备生物柴油及膜反应器
2.7.1 膜催化技术及其优点
2.7.2 膜催化接触器
2.7.3 膜催化接触器中连续催化制备生物柴油
2.8 本章小结
2SiO3/NWF复合催化膜制备及酯交换反应连续工艺研究">第三章 HTCC/Na2SiO3/NWF复合催化膜制备及酯交换反应连续工艺研究
3.1 本章研究内容
3.2 实验材料和方法
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验设备
3.2.3 复合膜制备
3.2.4 复合膜的表征
3.2.5 复合催化膜Flow-through模式下连续反应
3.2.6 停留时间计算
3.2.7 样品分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 非织造布筛选
3.3.2 复合膜的结构表征
3.3.3 铸膜液浓度的影响
3.3.4 连续操作（flow-through）工艺参数探索
3.3.5 水/FAA含量对复合膜性能的影响
3.3.6 复合膜flow-through模式下连续催化的稳定性
3.4 本章小结
2SiO3/ NWF复合膜连续催化酯交换反应动力学研究">第四章 HTCC/Na2SiO3/ NWF复合膜连续催化酯交换反应动力学研究
4.1 本章研究内容
4.2 动力学模型建立
4.3 酯交换反应动力学参数
4.4 本章小结
第五章 酯化单元与酯交换单元集成制备生物柴油
5.1 本章研究内容
5.2 实验材料与方法
5.2.1 实验材料
5.2.2 SPSF/PES/NWF复合膜制备
5.2.3 复合膜的表征
5.2.4 催化反应过程
5.2.5 停留时间的计算
5.2.6 产物测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 酯化单元
5.3.2 酯交换单元
5.3.3 酯化单元与酯交换单元集成
5.4 本章小结
第六章 硅酸镁吸附脂肪酸的性能研究
6.1 本章研究内容
6.2 实验材料与方法
6.2.1 实验材料
6.2.2 实验设备
6.2.3 脂肪酸吸附的反应
6.2.4 吸附剂材料和产物的表征
6.3 结果与讨论
6.3.1 吸附剂的选择
6.3.2 吸附剂的SEM表征
6.3.3 吸附剂的影响因素考察
6.3.4 吸附剂的重复性
6.3.5 热重分析吸附剂
6.4 本章小结
第七章 结论和下一步研究工作
7.1 结论
7.2 下一步研究计划
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
本文编号：2990566
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