含钙废料固体碱的制备及其催化合成生物柴油性能研究

发布时间：2020-12-22 23:36

　　随着化石燃料日益枯竭,以及环境问题的日益严重,人们越来越重视对可再生能源的开发和利用。生物柴油具有绿色、安全、可再生、与普通柴油燃料特性相近的特点,被认为是石油化石燃料的适宜替代品。目前广泛使用的制备生物柴油的方式利用均相碱催化作用下,使动植物油（C14^C20）与短链醇（C1^C2）进行反应。但均相碱催化法存在皂化、产物难分离以及废液等问题。为了解决这方面的问题,非均相碱催化法被应用到生物柴油的制备,非均相碱催化法具有催化剂可重复使用、产物易分离以及无腐蚀和无废液等优点。本论文主要针对废料来源的CaO型固体碱催化剂的活性和稳定性的提高方面主要开展了以下工作:利用鸵鸟蛋壳为原料,成功开发了一种新的CaO催化剂（CaO（CE））,在超声辅助下用于催化制备生物柴油。此催化剂与常用CaO催化剂（CaO（Lab））具有相同催化活性,在超声条件下,CaO（CE）催化剂的催化活性明显提高,并显著减少了实验成本。在最佳实验条件下（反应时间1 h、醇油摩尔比9:1、催化剂用量8 wt.%和超声强度120 W）,生物柴油的最高产率为93.7%（未加超声作用的CaO... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 生物柴油概述
        1.2.1 生物柴油定义及由来
        1.2.2 生物柴油的性质特点
        1.2.3 生物柴油的合成方法
    1.3 固体碱催化剂制备生物柴油的研究进展
        1.3.1 碱土金属氧化物
        1.3.2 水滑石
        1.3.3 碱金属负载型催化剂
        1.3.4 分子筛为载体的固体碱催化剂
        1.3.5 阴离子交换树脂
    1.4 含钙固体碱催化剂制备生物柴油的研究进展
        1.4.1 纯CaO作催化剂
        1.4.2 负载的CaO催化剂
        1.4.3 CaO混合氧化物催化剂
        1.4.4 废料来源的CaO催化剂研究进展
        1.4.5 CaO催化机理
    1.5 主要研究内容及创新点
        1.5.1 本文主要研究内容
        1.5.2 本文创新点
第二章 实验方法
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 催化剂表征方法
        2.2.1 X-射线衍射分析（XRD）
2吸附脱附分析（N₂ adsorption/desorption）">        2.2.2 N₂吸附脱附分析（N₂ adsorption/desorption）
        2.2.3 傅立叶转换红外光谱分析（FTIR）
2程序升温脱附分析（CO₂-TPD）">        2.2.4 CO₂程序升温脱附分析（CO₂-TPD）
        2.2.5 扫描电镜分析（SEM）和能谱分析（EDS）
        2.2.6 X射线荧光光谱分析（XRF）
        2.2.7 Hammett指示剂法
        2.2.8 X射线光电子能谱分析（XPS）
        2.2.9 固体核磁共振（NMR）
    2.3 生物柴油实验方法
        2.3.1 原料（棕榈油）理化性质的测定
        2.3.2 生物柴油制备
        2.3.3 生物柴油产率分析方法
第三章 以鸵鸟蛋为催化剂原料超声辅助制备生物柴油
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 材料与试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 催化剂制备
        3.2.4 催化剂表征
        3.2.5 酯交换反应
        3.2.6 催化剂可重复使用
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂表征
        3.3.2 反应条件对生物柴油产率影响
        3.3.3 催化剂可重复性对生物柴油产率影响
    3.4 本章小结
第四章 PPS诱导矿化制备多孔CaO催化制备生物柴油
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 实验材料和试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 催化剂制备
        4.2.4 催化剂表征
        4.2.5 酯交换反应
        4.2.6 催化剂可重复使用
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 催化剂表征
        4.3.2 催化剂制备条件和反应条件对生物柴油产率影响
        4.3.3 催化剂可重复使用
        4.3.4 水含量和FFA含量对生物柴油产率影响
    4.4 本章小结
第五章 乙醇处理鲍鱼壳催化制备生物柴油
    5.1 前言
    5.2 实验方法
        5.2.1 实验材料与试剂
        5.2.2 实验仪器
        5.2.3 催化剂制备
        5.2.4 催化剂表征
        5.2.5 酯交换反应
        5.2.6 催化剂可重复使用
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 催化剂表征
        5.3.2 催化剂制备和反应条件对生物柴油产率的影响
        5.3.3 催化剂的可重复使用
        5.3.4 水含量和FFA含量对生物柴油产率影响
    5.4 本章小结
第六章 稻壳灰负载鸡蛋壳催化制备生物柴油
    6.1 引言
    6.2 实验方法
        6.2.1 实验材料和试剂
        6.2.2 实验仪器
        6.2.3 催化剂制备
        6.2.4 催化剂表征
        6.2.5 酯交换反应
        6.2.6 催化剂的可重复使用
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 催化剂表征
        6.3.2 催化剂制备条件对生物柴油产率影响
        6.3.3 反应条件对生物柴油产率影响
        6.3.4 催化剂的可重复性使用
    6.4 本章小结
2型催化剂催化制备生物柴油">第七章 仿生硅化法制备CaO-SiO₂型催化剂催化制备生物柴油
    7.1 引言
    7.2 实验方法
        7.2.1 实验材料及试剂
        7.2.2 实验仪器
        7.2.3 催化剂制备
        7.2.4 催化剂表征
        7.2.5 酯交换反应
        7.2.6 催化剂可重复使用
    7.3 结果与讨论
        7.3.1 催化剂表征
        7.3.2 反应条件对生物柴油产率影响
        7.3.3 催化剂的可重复性使用
        7.3.4 水含量和FFA对生物柴油产率影响
    7.4 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：2932647