以聚乙二醇单-4-壬苯醚为原料合成酸性离子液体及催化合成生物柴油性能研究

发布时间：2017-09-09 15:45

  本文关键词：以聚乙二醇单-4-壬苯醚为原料合成酸性离子液体及催化合成生物柴油性能研究

  更多相关文章： 离子液体 生物柴油 酸催化 聚醚 温敏性

【摘要】：随着世界经济的发展及化石能源的不断消耗,能源紧缺已经成为世界各国面临的问题。由动、植物油脂合成生物柴油以其清洁、安全及可再生等特点成为极具潜力的柴油替代燃料。温敏型聚合物属于智能材料,主要由易形成氢键的基团组成的聚合物,如PEG、聚N-异丙基丙烯酰胺、聚乙烯甲醚、聚丙酰胺-L-脯氨酸甲酯等,广泛应用于控制药物释放、生物工程、分离、分析和催化等领域。本文以不同聚醚链聚合度的聚乙二醇单-4-壬苯醚为原料,通过直接合成法制备了兼具温敏性和酸性的聚醚功能化酸性离子液体。运用红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、电喷雾质谱(ESI-MS)等测试方法表征其结构,结果表明,所制备的离子液体与预期设计的结构一致。通过电导率仪、紫外分光光度计、热重分析仪等测试手段测定了离子液体的表面活性、浊点、热稳定性、溶解性等物理化学性质。结果表明,离子液体上的乙氧基聚醚链的长度对离子液体的物理化学性质有一定的影响。随着乙氧基聚合度的增加,离子液体在水中的溶解度逐渐增大,离子液体的临界胶束浓度逐渐增大,表面活性逐渐降低,并且均溶于甲醇溶液,不溶于油酸甲酯。NP-10-ILs具有温敏性,在水溶液中,浊点为60℃;在甲醇溶液中,浊点为57℃。由TG分析表明,所制备的三种离子液体热稳定性较好。所制备的三种离子液体在催化三油酸甘油酯和甲醇合成生物柴油的过程中均具有较好的催化活性,其活性均优于浓硫酸。同一系列的离子液体,乙氧基聚合度越大,离子液体的催化活性越好。以具温敏性的NP-10-ILs的催化活性最佳。通过考察不同反应温度下离子液体催化合成生物柴油的效率,随着反应温度的升高,三油酸甘油酯的转化率和油酸甲酯的收率均逐渐增大,综合考虑NP-ILs离子液体热稳定性的影响,反应选择在175℃下进行反应较为合理。离子液体循环5次后,油酸甲酯的收率仍能达到70.0%。
【关键词】：离子液体 生物柴油 酸催化 聚醚 温敏性
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE667
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 温敏聚合物的研究进展10-15
• 1.1.1 温敏聚合物的概述10
• 1.1.2 温敏聚合物的分类10-11
• 1.1.3 温敏聚合物的应用11-15
• 1.2 生物柴油研究进展15-19
• 1.2.1 生物柴油生产现状15
• 1.2.2 生物柴油制备方法15-19
• 1.3 论文选题目的、意义及研究内容19-23
• 第2章 聚醚功能化酸性离子液体的制备及表征23-35
• 2.1 实验部分23-30
• 2.1.1 实验仪器和试剂23-24
• 2.1.2 反应原理24-27
• 2.1.3 聚乙二醇单4壬苯醚分子量测定27-28
• 2.1.4 聚醚功能化酸性离子液体的制备28-29
• 2.1.5 结构表征29-30
• 2.2 结果与讨论30-33
• 2.2.1 分子量结果分析30
• 2.2.2 FTIR分析30-32
• 2.2.3 ~1H NMR分析32-33
• 2.2.4 ESI-MS分析33
• 2.3 小结33-35
• 第3章 聚醚功能化酸性离子液体的物理化学性质研究35-46
• 3.1 实验部分35-37
• 3.1.1 实验仪器35
• 3.1.2 测试方法35-37
• 3.2 结果与讨论37-45
• 3.2.1 溶解性分析37
• 3.2.2 离子液体的紫外透过率37-41
• 3.2.3 离子液体的临界胶束浓度41-42
• 3.2.4 离子液体油水分配系数42-43
• 3.2.5 离子液体的热稳定性43-45
• 3.3 小结45-46
• 第4章 聚醚功能化酸性离子液体催化合成生物柴油的研究46-57
• 4.1 实验部分46-52
• 4.1.1 实验仪器与试剂46-47
• 4.1.2 离子液体催化酯交换反应制备生物柴油实验47-48
• 4.1.3 生物柴油定量分析方法48-52
• 4.2 结果与讨论52-56
• 4.2.1 酸含量分析52-53
• 4.2.2 离子液体的聚合度对催化活性的影响53-55
• 4.2.3 反应温度对离子液体催化合成生物柴油效率的影响55
• 4.2.4 离子液体的重复使用性55-56
• 4.3 小结56-57
• 结论与展望57-59
• 参考文献59-65
• 附录65-71
• 附录A 离子液体的FTIR谱图65-68
• 附录B 离子液体的1H NMR谱图68-70
• 附录C 离子液体的ESI-MS谱图70-71
• 硕士期间发表论文与研究成果71-72
• 致谢72

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周文铸;郁鸿凌;陆翼德;王伟民;;合成生物柴油的配制及性能分析与研究[J];能源研究与信息;2005年04期

2 汪勇;欧仕益;温勇;刘鹏展;薛枫;;酶法催化合成生物柴油的研究进展[J];中国油脂;2006年01期

3 徐广辉;曹猛;马俊林;郭俊宝;;季铵碱催化剂在合成生物柴油中的应用[J];可再生能源;2007年02期

4 魏雅洁;徐广辉;;季铵碱催化剂在合成生物柴油中的应用[J];节能技术;2008年02期

5 谭天伟;鲁吉珂;聂开立;张海霞;邓利;王芳;;酶法合成生物柴油工业化研究进展[J];生物工程学报;2010年07期

6 郑立;杨佰娟;韩笑天;王能飞;王小如;;海洋微藻超声波辅助直接合成生物柴油的工艺研究[J];中国油脂;2011年04期

7 赵策;曾虹燕;黄炎;刘平乐;王亚举;杨永杰;张伟;;镁铁水滑石的制备及其对小球藻油脂合成生物柴油的催化性能[J];燃料化学学报;2012年03期

8 李文;白攀峰;王宪沛;杨瑞云;李小安;;离子液体在合成生物柴油中的应用[J];工业催化;2013年09期

9 ;合成生物柴油的方法[J];石化技术;2004年01期

10 蔡志强,邬国英,林西平,朱诚,刘莉莉;固定化脂酶催化合成生物柴油的研究[J];中国油脂;2004年08期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 高静;王芳;谭天伟;邓利;;固定化酶催化废油合成生物柴油[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2004年

2 余灯华;;合成生物柴油的环境友好催化技术[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年

3 陈慧;朱合伟;梁宝臣;许慎敏;宋子兰;郭红宇;;三种碱性催化剂催化棕榈油合成生物柴油的比较[A];第三届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2006年

4 鲁薇;马宁;乌日娜;王春雷;王同华;修志龙;;炭质固体酸催化剂的制备及其在合成生物柴油的应用[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集（第四卷）[C];2011年

5 许慎敏;陈慧;梁宝臣;宋子兰;安午伟;;MCM-41分子筛负载不同碱金属催化合成生物柴油性能比较[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集（上）[C];2007年

6 计建炳;李永超;陆向红;俞云良;徐之超;;空化技术辅助高酸值油脂合成生物柴油的新工艺[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（上）[C];2006年

7 曹维良;刘瑾;柳静;张敬畅;;CO_2助溶剂用于合成生物柴油的研究[A];第十届中国科协年会论文集（三）[C];2008年

8 曹维良;刘瑾;柳静;张敬畅;;CO_2助溶剂用于合成生物柴油的研究[A];第十届中国科协年会第18分会二氧化碳减排和绿色化利用与发展研讨会论文集[C];2008年

9 杨玲梅;吕鹏梅;罗文;李惠文;王忠铭;袁振宏;;碳纳米管掺杂Fe(Ⅱ)-Zn催化剂催化合成生物柴油[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年

10 李元元;李春;安再强;唐凤仙;;基于棉籽油合成生物柴油的新型催化剂筛选及其催化过程研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（下）[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 化学资源有效利用国家重点实验室 苏孟兴　杨儒;用汉麻籽合成生物柴油[N];中国纺织报;2009年

2 通讯员　傅春秘、王东琦 记者　蔡计锁;5万吨生物酶法合成生物柴油产业化工程在秦启动[N];河北日报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 马鸿宾;固体碱催化合成生物柴油的基础研究[D];天津大学;2008年

2 金付强;非食用植物油合成生物柴油的研究[D];北京化工大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王凯;废弃食用油合成生物柴油反应机理的密度泛函理论研究[D];太原理工大学;2016年

2 孙嘉晗;以聚乙二醇单-4-壬苯醚为原料合成酸性离子液体及催化合成生物柴油性能研究[D];北京理工大学;2016年

3 王家田;苯并吡嗪类香料衍生物的合成及瓜环基催化剂合成生物柴油初探[D];贵州大学;2009年

4 薛勇;微生物脂肪酶及其催化合成生物柴油的研究[D];华中科技大学;2004年

5 黄甫;酶促油脂水解—酯化两步法合成生物柴油的研究[D];北京化工大学;2012年

6 李浩南;废弃食用油脂合成生物柴油的研究[D];西南大学;2007年

7 左晓旭;反胶束体系中脂肪酶催化合成生物柴油技术的研究[D];石河子大学;2013年

8 岳濵;油/甲醇/醚三元均相体系合成生物柴油的研究[D];江南大学;2006年

9 金超;固体酸碱催化剂催化合成生物柴油工艺研究[D];东华理工大学;2013年

10 毛炜陶;酸性离子液体的制备及催化合成生物柴油[D];江南大学;2013年

，

本文编号：821331