磁性复合氧化石墨烯/纤维素微球固载磷钨酸催化剂制备、表征及其催化黄连木种子油甲酯化
发布时间：2021-03-05 11:27
本研究首次以氧化石墨烯和可再生的纤维素作为原料,制备出复合微球载体,并首次利用该载体固载磷钨酸,成功制备了磁性复合氧化石墨烯/纤维素微球固载磷钨酸催化剂并进行了表征,将其应用在催化黄连木种子油转酯化制备生物柴油。另外,磁性四氧化三铁的加入实现了磷钨酸催化剂的快速分离和重复利用。本研究的具体研究结果如下:1.制备了磁性复合氧化石墨烯/纤维素微球固载磷钨酸催化剂并对其进行表征分析以具有优异的物理和化学性能的氧化石墨烯和价格低廉、资源丰富、清洁可再生的纤维素为原料,采用热熔胶转化再生纤维素制备复合的氧化石墨烯纤维素微球;利用三乙烯四胺对复合微球进行胺基化修饰;采用共沉淀法在复合微球上制备磁性的Fe304粒子;最后采用化学固载的方法将磷钨酸固载到载体材料上,成功制备了磁性复合氧化石墨烯/纤维素微球固载磷钨酸催化剂。实验中首先对掺杂氧化石墨烯的量进行了优化,得到最优的氧化石墨烯和纤维素的质量百分比。同时,对制备出的载体和催化剂分别进行了 SEM、BET、FTIR和XRD的表征分析。结果表明与纯的纤维素裸球对比,氧化石墨烯的掺杂使微球的结构发生了明显的变化,氧化石墨烯上丰富的活泼官能团对微球的胺基...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１憐鹤酸（Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４Ｑ）的结构不意图??Ｆｉ．２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｈｅｔｅｒｏｏｌａｎｉｏｎ??
备及表征??磷钨酸（Ｈ３ＰＷ１２０４（ｒｎＨ２０，?ＨＰＷ）是由杂原子Ｐ和配位原子Ｗ以一定的结构通过氧原??子配位桥联组成的含氧多元酸（图２－１），具有强酸性（强于传统的均相液体酸，如??Ｈ２Ｓ０４）、较高的催化活性和稳定性［６１】。但是磷钨酸催化剂价格昂贵，表面积小，且难以??从反应体系中分离。纤维素资源丰富在自然界中分布广泛。近些年来，随着科技的进步??和发展，纤维素在新材料和新能源领域的研究也不断深入以有着精细的网状结构的??纤维素作为基体，发展纤维素基复合材料取代价格昂贵的高分子材料，可以显著降低复??合材料的成本。而一直受到广泛关注的氧化石墨烯（ＧＯ）具有特殊的二维结构，使其具??有优异的物理和化学性能，能够增强材料的强度和度，从而在复合材料领域有着重要的??应用因此将纤维素和氧化石墨烯复合做成一种复合生物基载体对解决当前面临的??磷钨酸表面积小，难从反应体系中分离问题具有重要的意义。如今随着环保意识的增强??和绿色化学的发展
并用无水乙醇反复洗涤，洗去未被固载的ＨＰＷ。４０?°Ｃ真空干燥箱烘干备??用，即制得磁性复合氧化石墨烯／纤维素微球固载杂多酸催化剂（Ｇ０／ＣＭ－ＮＨ２＠Ｆｅ３０４－??ＨＰＷ）。制备出催化剂的整体形貌如图２－４所示。??Ｈｌ＾Ｂ??图２－４固载磷钨酸后复合微球的扫描电镜分析图：（Ａ）固载后的复合微球４００?ｐｍ，??１００倍；（Ｂ）固载后的复合微球１００?ｐｍ，?３００倍??Ｆｉｇ．?２－４?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ?ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ??ｈｅｔｅｒｏｐｏｌｙ?ａｃｉｄ：?（Ａ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ?ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ?ｈｅｔｅｒｏｐｏｌｙ?ａｃｉｄ?４００?ｊｉｍ，?１０〇ｘ；?（Ｂ）??ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ?ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ?ｈｅｔｅｒｏｐｏｌｙ?ａｃｉｄ?１００?＼ｍｕ?３００ｘ??２．２．２磁性复合氧化石墨烯／纤维素微球固载磷钨酸催化剂的表征??２．２．２．１扫描电镜蝴??将样品（ＣＭ、ＣＭ－ＮＨ２＠Ｆｅ３〇４、ＣＭ－ＮＨ２＠Ｆｅ３０４－ＨＰＷ、０．５％?ＧＯ／ＣＭ、０．５％??００／０＾－＞＾２＠？６３〇４和０．５％００／＃荩蓿?荆蓿玻溃郏叮常埃矗?保保浚埽ぃ?担啊悖ǎ禾跫?赂稍铮?∩倭垦?崳?品，用导电胶固定在扫描电镜实验台上，喷金后通过Ｈｉｔａｃｈｉ?Ｓ－５２０扫描电镜进行扫描，??对制备的样品表面形态进行分析。??２．２．２．２比表面＿定??将样品（０．５％ＧＯ／ＣＭ－ＮＨ２＠Ｆｅ３〇４－ＨＰＷ和０．５％ＧＯ／ＣＭ）烘干后
【参考文献】：
期刊论文
[1]鱼肝油中脂肪酸的气相色谱及气相色谱-质谱分析[J]. 李彩霞,金瓯,李煜,王琼芬. 中国现代应用药学. 2017(12)
[2]新型磷钨酸基固体酸催化油酸酯化合成生物柴油（英文）[J]. 王红红,刘丽君,龚树文. 燃料化学学报. 2017(03)
[3]氢氧化镍/还原氧化石墨烯复合物的超级电容性能[J]. 黄振楠,寇生中,金东东,杨杭生,张孝彬. 功能材料. 2015(05)
[4]磷钨酸插层锌钛水滑石的制备及催化脂肪酸甲酯环氧化反应[J]. 孙守飞,丁云,杨欢,邹畅畅,屈秀红,任晓乾,武文良. 精细化工. 2014(05)
[5]植物油脂中脂肪酸甲酯合成方法及应用[J]. 曹洁,陈卫栋,薛斌. 粮食与油脂. 2014(03)
[6]四氧化三铁磁性纳米微粒表面的氨基化修饰[J]. 胡玮,娄兆文. 化学研究. 2013(02)
[7]脂肪酸甲酯在化工中的应用[J]. 高婷,李盛玉,王玲珑,潘鹤林. 上海化工. 2013(02)
[8]生物柴油催化剂——镁铝复合氧化物的制备及表征[J]. 靳福全,宋全胜,李晓红,李冰,杨红. 中国油脂. 2013(01)
[9]气相色谱分析脂肪酸组成鉴别地沟油的方法研究[J]. 许秀丽,李娜,任荷玲,张凤霞,马小宁,仲维科. 检验检疫学刊. 2012(02)
[10]超声波法提取黄芩挥发油工艺研究[J]. 贾贵华,吴冬青,安红钢,雷静,任雪峰. 中兽医医药杂志. 2011(02)
博士论文
[1]磷钨酸引发四氢呋喃阳离子开环聚合研究[D]. 邓杭军.浙江大学 2014
[2]脂肪酸甲酯加氢制脂肪醇Cu/Zn催化剂的失活机理研究[D]. 黄辉.华东理工大学 2011
[3]新型固体酸碱催化剂的制备及其在生物柴油合成中的应用[D]. 郭峰.大连理工大学 2010
[4]生物柴油磁性纳米固体碱催化剂的构建及作用机理[D]. 郭萍梅.中国农业科学院 2009
硕士论文
[1]大豆油基聚氨酯阻燃硬质泡沫的研究[D]. 王小婷.湖北大学 2016
[2]梧桐子油的提取、成分分析及梧桐子油脂肪酸制备的研究[D]. 李旭雷.河南工业大学 2016
[3]掺氮氧化石墨烯的制备及其与MoS2的复合研究[D]. 李丹.哈尔滨工业大学 2015
[4]脂肪酸甲酯混合标准物质研制[D]. 黄峥.北京化工大学 2014
[5]固体酸催化废弃油脂裂解油酯化反应研究[D]. 张萍.青岛科技大学 2014
[6]固体酸碱催化剂催化合成生物柴油工艺研究[D]. 金超.东华理工大学 2013
[7]水代法提取文冠果种仁油及硅胶固载磷钨酸催化其甲酯化工艺[D]. 曲学进.东北林业大学 2013
[8]活性白土制备强碱催化剂及催化合成生物柴油[D]. 毛格清.广西大学 2012
[9]固体碱催化酯交换反应合成生物柴油研究[D]. 夏铭.南京林业大学 2007
[10]有机溶剂中脂肪酶催化制备生物柴油的研究[D]. 何文礼.湖南农业大学 2007
本文编号：3065121
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１憐鹤酸（Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４Ｑ）的结构不意图??Ｆｉ．２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｈｅｔｅｒｏｏｌａｎｉｏｎ??
备及表征??磷钨酸（Ｈ３ＰＷ１２０４（ｒｎＨ２０，?ＨＰＷ）是由杂原子Ｐ和配位原子Ｗ以一定的结构通过氧原??子配位桥联组成的含氧多元酸（图２－１），具有强酸性（强于传统的均相液体酸，如??Ｈ２Ｓ０４）、较高的催化活性和稳定性［６１】。但是磷钨酸催化剂价格昂贵，表面积小，且难以??从反应体系中分离。纤维素资源丰富在自然界中分布广泛。近些年来，随着科技的进步??和发展，纤维素在新材料和新能源领域的研究也不断深入以有着精细的网状结构的??纤维素作为基体，发展纤维素基复合材料取代价格昂贵的高分子材料，可以显著降低复??合材料的成本。而一直受到广泛关注的氧化石墨烯（ＧＯ）具有特殊的二维结构，使其具??有优异的物理和化学性能，能够增强材料的强度和度，从而在复合材料领域有着重要的??应用因此将纤维素和氧化石墨烯复合做成一种复合生物基载体对解决当前面临的??磷钨酸表面积小，难从反应体系中分离问题具有重要的意义。如今随着环保意识的增强??和绿色化学的发展
并用无水乙醇反复洗涤，洗去未被固载的ＨＰＷ。４０?°Ｃ真空干燥箱烘干备??用，即制得磁性复合氧化石墨烯／纤维素微球固载杂多酸催化剂（Ｇ０／ＣＭ－ＮＨ２＠Ｆｅ３０４－??ＨＰＷ）。制备出催化剂的整体形貌如图２－４所示。??Ｈｌ＾Ｂ??图２－４固载磷钨酸后复合微球的扫描电镜分析图：（Ａ）固载后的复合微球４００?ｐｍ，??１００倍；（Ｂ）固载后的复合微球１００?ｐｍ，?３００倍??Ｆｉｇ．?２－４?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ?ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ??ｈｅｔｅｒｏｐｏｌｙ?ａｃｉｄ：?（Ａ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ?ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ?ｈｅｔｅｒｏｐｏｌｙ?ａｃｉｄ?４００?ｊｉｍ，?１０〇ｘ；?（Ｂ）??ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ?ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ?ｈｅｔｅｒｏｐｏｌｙ?ａｃｉｄ?１００?＼ｍｕ?３００ｘ??２．２．２磁性复合氧化石墨烯／纤维素微球固载磷钨酸催化剂的表征??２．２．２．１扫描电镜蝴??将样品（ＣＭ、ＣＭ－ＮＨ２＠Ｆｅ３〇４、ＣＭ－ＮＨ２＠Ｆｅ３０４－ＨＰＷ、０．５％?ＧＯ／ＣＭ、０．５％??００／０＾－＞＾２＠？６３〇４和０．５％００／＃荩蓿?荆蓿玻溃郏叮常埃矗?保保浚埽ぃ?担啊悖ǎ禾跫?赂稍铮?∩倭垦?崳?品，用导电胶固定在扫描电镜实验台上，喷金后通过Ｈｉｔａｃｈｉ?Ｓ－５２０扫描电镜进行扫描，??对制备的样品表面形态进行分析。??２．２．２．２比表面＿定??将样品（０．５％ＧＯ／ＣＭ－ＮＨ２＠Ｆｅ３〇４－ＨＰＷ和０．５％ＧＯ／ＣＭ）烘干后
【参考文献】：
期刊论文
[1]鱼肝油中脂肪酸的气相色谱及气相色谱-质谱分析[J]. 李彩霞,金瓯,李煜,王琼芬. 中国现代应用药学. 2017(12)
[2]新型磷钨酸基固体酸催化油酸酯化合成生物柴油（英文）[J]. 王红红,刘丽君,龚树文. 燃料化学学报. 2017(03)
[3]氢氧化镍/还原氧化石墨烯复合物的超级电容性能[J]. 黄振楠,寇生中,金东东,杨杭生,张孝彬. 功能材料. 2015(05)
[4]磷钨酸插层锌钛水滑石的制备及催化脂肪酸甲酯环氧化反应[J]. 孙守飞,丁云,杨欢,邹畅畅,屈秀红,任晓乾,武文良. 精细化工. 2014(05)
[5]植物油脂中脂肪酸甲酯合成方法及应用[J]. 曹洁,陈卫栋,薛斌. 粮食与油脂. 2014(03)
[6]四氧化三铁磁性纳米微粒表面的氨基化修饰[J]. 胡玮,娄兆文. 化学研究. 2013(02)
[7]脂肪酸甲酯在化工中的应用[J]. 高婷,李盛玉,王玲珑,潘鹤林. 上海化工. 2013(02)
[8]生物柴油催化剂——镁铝复合氧化物的制备及表征[J]. 靳福全,宋全胜,李晓红,李冰,杨红. 中国油脂. 2013(01)
[9]气相色谱分析脂肪酸组成鉴别地沟油的方法研究[J]. 许秀丽,李娜,任荷玲,张凤霞,马小宁,仲维科. 检验检疫学刊. 2012(02)
[10]超声波法提取黄芩挥发油工艺研究[J]. 贾贵华,吴冬青,安红钢,雷静,任雪峰. 中兽医医药杂志. 2011(02)
博士论文
[1]磷钨酸引发四氢呋喃阳离子开环聚合研究[D]. 邓杭军.浙江大学 2014
[2]脂肪酸甲酯加氢制脂肪醇Cu/Zn催化剂的失活机理研究[D]. 黄辉.华东理工大学 2011
[3]新型固体酸碱催化剂的制备及其在生物柴油合成中的应用[D]. 郭峰.大连理工大学 2010
[4]生物柴油磁性纳米固体碱催化剂的构建及作用机理[D]. 郭萍梅.中国农业科学院 2009
硕士论文
[1]大豆油基聚氨酯阻燃硬质泡沫的研究[D]. 王小婷.湖北大学 2016
[2]梧桐子油的提取、成分分析及梧桐子油脂肪酸制备的研究[D]. 李旭雷.河南工业大学 2016
[3]掺氮氧化石墨烯的制备及其与MoS2的复合研究[D]. 李丹.哈尔滨工业大学 2015
[4]脂肪酸甲酯混合标准物质研制[D]. 黄峥.北京化工大学 2014
[5]固体酸催化废弃油脂裂解油酯化反应研究[D]. 张萍.青岛科技大学 2014
[6]固体酸碱催化剂催化合成生物柴油工艺研究[D]. 金超.东华理工大学 2013
[7]水代法提取文冠果种仁油及硅胶固载磷钨酸催化其甲酯化工艺[D]. 曲学进.东北林业大学 2013
[8]活性白土制备强碱催化剂及催化合成生物柴油[D]. 毛格清.广西大学 2012
[9]固体碱催化酯交换反应合成生物柴油研究[D]. 夏铭.南京林业大学 2007
[10]有机溶剂中脂肪酶催化制备生物柴油的研究[D]. 何文礼.湖南农业大学 2007
本文编号：3065121
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