磺酸功能化负载型固体酸催化剂的构建、表征及催化制备生物柴油
发布时间：2022-04-27 18:55
生物柴油具有可再生性、环境友好、燃烧性能好等优点,近年来成为解决能源危机和环境污染的替代能源之一。酸催化酯化反应作为其主要的生产方法,高度依赖于性能优良的酸催化剂。其中负载型固体酸催化剂以其可设计性高、催化活性好、稳定性强等优点成为重要的研究方向之一。根据酸供体负载方式的不同,其制备方法可分为浸渍法和接枝法。本研究通过优化负载型固体酸的酸供体、载体和负载方式,制备出一系列固体酸催化剂,通过对比,发现采用接枝法制备的磺酸功能化负载型固体酸催化剂的性能较为理想。首先,本研究以ZrO2-TiO2作为载体,磷钨酸（HPW）作为酸供体,采用浸渍法制备了ZrO2-TiO2@HPW固体酸催化剂。研究结果表明,当Zr/Ti摩尔比为2:1、焙烧温度为100℃、磷钨酸的负载量为50 wt.%时,ZrO2-TiO2@HPW催化活性和经济性均较为理想。在相同的制备条件下,进一步对载体结构进行优化,制备出纳米棒结构的ZrO2-TiO2,并...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstrct
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 生物柴油概述
1.2.1 生物柴油的定义
1.2.2 生物柴油的发展历程
1.2.3 生物柴油的成分和理化性质
1.2.4 生物柴油的生产方法
1.3 碱催化生产生物柴油
1.4 酸催化生产生物柴油
1.4.1 均相酸催化剂
1.4.2 固体酸催化剂
1.5 本论文的意义及研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第二章 复合氧化物ZrO_2-TiO_2 负载磷钨酸催化酯化反应
2.1 引言
2.2 实验仪器及药品
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验仪器
2.3 实验内容
2.3.1 ZrO_2-TiO_2@HPW的制备
2.3.2 纳米棒ZrO_2-TiO_2@HPW的制备
2.3.3 催化剂活性的评价
2.3.4 催化剂表征方法
2.4 结果与讨论
2.4.1 催化剂制备条件的优化
2.4.2 催化剂的表征
2.4.3 酯化反应参数的优化
2.5 小结
第三章 磺化纳米棒ZrO_2-TiO_2 的制备及其催化性能
3.1 引言
3.2 实验仪器和试剂
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器
3.3 实验内容
3.3.1 磺化酸功能化纳米棒ZrO_2-TiO_2 的制备
3.3.2 催化剂活性的评价
3.3.3 催化剂表征方法
3.4 结果与讨论
3.4.1 催化剂制备的优化
3.4.2 催化剂的表征
3.4.3 酯化反应条件的优化
3.4.4 催化剂之间催化性能的对比
3.5 小结
第四章 磷酸锆@磺酸基固体酸催化剂的制备及其催化酯化反应
4.1 引言
4.2 实验仪器和试剂
4.2.1 实验药品
4.2.2 实验仪器
4.3 实验内容
4.3.1 固体酸催化剂的制备
4.3.2 催化剂活性的评价
4.3.3 催化剂表征方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 催化剂的表征
4.4.2 酯化反应条件的优化
4.4.3 催化剂的性能的考察
4.5 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录:作者在攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]油脂制备生物柴油工业化技术进展[J]. 王东军,姜伟,赵仲阳,金书含,何昌洪,何玉莲. 天然气化工（C1化学与化工）. 2017(05)
[2]花生壳碳基固体酸催化环己烯与甲酸酯化反应(英文)[J]. 薛伟,赵贺潘,姚洁,李芳,王延吉. 催化学报. 2016(05)
[3]FeCl3改性蒙脱土催化合成油酸甲酯的研究[J]. 杨绢,张秋云,张玉涛,马培华. 粮食与油脂. 2016(04)
[4]蒙脱土负载KF和SrO催化制备生物柴油的研究[J]. 李艳徽,贾丽华,郭祥峰,吴平,邬洪源,高连斌,王建军. 中国油脂. 2015(11)
[5]负载型磷钨酸催化剂催化合成生物柴油燃料添加剂[J]. 任亚辉,张玉军,许元栋,刘玄. 石油化工. 2014(12)
[6]稀土复合固体酸催化合成棕榈酸生物柴油的研究[J]. 司展,蒋剑春,王奎,徐俊明. 生物质化学工程. 2014(06)
[7]改性4A分子筛催化高酸值油脂制备生物柴油[J]. 兰战伟,耿欢欢,王姗姗,汤颖. 化工技术与开发. 2014(11)
[8]碳基固体酸催化剂的制备及催化合成油酸甲酯[J]. 孙昆仑,刘素环,何建英,陈丹云. 应用化工. 2014(05)
[9]生物柴油的研究现状及发展前景[J]. 王常文,崔方方,宋宇. 中国油脂. 2014(05)
[10]磷酸锆及其衍生物的制备与应用[J]. 周贵凤,王勤,曾仁权,傅相锴,杨新斌. 化学进展. 2014(01)
本文编号：3648996
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstrct
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 生物柴油概述
1.2.1 生物柴油的定义
1.2.2 生物柴油的发展历程
1.2.3 生物柴油的成分和理化性质
1.2.4 生物柴油的生产方法
1.3 碱催化生产生物柴油
1.4 酸催化生产生物柴油
1.4.1 均相酸催化剂
1.4.2 固体酸催化剂
1.5 本论文的意义及研究内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第二章 复合氧化物ZrO_2-TiO_2 负载磷钨酸催化酯化反应
2.1 引言
2.2 实验仪器及药品
2.2.1 实验药品
2.2.2 实验仪器
2.3 实验内容
2.3.1 ZrO_2-TiO_2@HPW的制备
2.3.2 纳米棒ZrO_2-TiO_2@HPW的制备
2.3.3 催化剂活性的评价
2.3.4 催化剂表征方法
2.4 结果与讨论
2.4.1 催化剂制备条件的优化
2.4.2 催化剂的表征
2.4.3 酯化反应参数的优化
2.5 小结
第三章 磺化纳米棒ZrO_2-TiO_2 的制备及其催化性能
3.1 引言
3.2 实验仪器和试剂
3.2.1 实验药品
3.2.2 实验仪器
3.3 实验内容
3.3.1 磺化酸功能化纳米棒ZrO_2-TiO_2 的制备
3.3.2 催化剂活性的评价
3.3.3 催化剂表征方法
3.4 结果与讨论
3.4.1 催化剂制备的优化
3.4.2 催化剂的表征
3.4.3 酯化反应条件的优化
3.4.4 催化剂之间催化性能的对比
3.5 小结
第四章 磷酸锆@磺酸基固体酸催化剂的制备及其催化酯化反应
4.1 引言
4.2 实验仪器和试剂
4.2.1 实验药品
4.2.2 实验仪器
4.3 实验内容
4.3.1 固体酸催化剂的制备
4.3.2 催化剂活性的评价
4.3.3 催化剂表征方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 催化剂的表征
4.4.2 酯化反应条件的优化
4.4.3 催化剂的性能的考察
4.5 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录:作者在攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]油脂制备生物柴油工业化技术进展[J]. 王东军,姜伟,赵仲阳,金书含,何昌洪,何玉莲. 天然气化工（C1化学与化工）. 2017(05)
[2]花生壳碳基固体酸催化环己烯与甲酸酯化反应(英文)[J]. 薛伟,赵贺潘,姚洁,李芳,王延吉. 催化学报. 2016(05)
[3]FeCl3改性蒙脱土催化合成油酸甲酯的研究[J]. 杨绢,张秋云,张玉涛,马培华. 粮食与油脂. 2016(04)
[4]蒙脱土负载KF和SrO催化制备生物柴油的研究[J]. 李艳徽,贾丽华,郭祥峰,吴平,邬洪源,高连斌,王建军. 中国油脂. 2015(11)
[5]负载型磷钨酸催化剂催化合成生物柴油燃料添加剂[J]. 任亚辉,张玉军,许元栋,刘玄. 石油化工. 2014(12)
[6]稀土复合固体酸催化合成棕榈酸生物柴油的研究[J]. 司展,蒋剑春,王奎,徐俊明. 生物质化学工程. 2014(06)
[7]改性4A分子筛催化高酸值油脂制备生物柴油[J]. 兰战伟,耿欢欢,王姗姗,汤颖. 化工技术与开发. 2014(11)
[8]碳基固体酸催化剂的制备及催化合成油酸甲酯[J]. 孙昆仑,刘素环,何建英,陈丹云. 应用化工. 2014(05)
[9]生物柴油的研究现状及发展前景[J]. 王常文,崔方方,宋宇. 中国油脂. 2014(05)
[10]磷酸锆及其衍生物的制备与应用[J]. 周贵凤,王勤,曾仁权,傅相锴,杨新斌. 化学进展. 2014(01)
本文编号：3648996
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