造纸白泥固体碱催化酯交换生产生物柴油的特性及机理研究

发布时间：2021-04-06 13:14

　　伴随石油短缺和环境污染带来的巨大压力,生物柴油作为绿色、环保的可再生燃料已在世界范围内引起广泛关注,但我国在生物柴油的基础研究与产业化进程方面,与生物柴油先进技术国家还存在较大差距,亟待进一步强化发展。现有工业生产一般采用KOH等均相碱催化动物脂肪或植物油脂与甲醇的酯交换反应生产生物柴油。均相碱催化活性高、性能强,但不能重复使用,且反应净化过程会产生大量废水。以CaO为代表的固体碱具有易与产物分离、可重复使用等优点,是近年来酯交换催化剂研究的热点。然而普通CaO微观结构欠发达、表面活性位少,其催化酯交换反应所需时间长、催化剂用量大。造纸白泥是造纸业的固体副产物,目前未有较好的处理方式,其室外堆积、自然沉降不仅占用空间、污染环境,而且浪费钙基资源。造纸白泥以钙基物质为主,具备作为酯交换催化剂的潜质,造纸白泥同时含有Na、K等杂质,决定了其催化酯交换的作用机理、反应性能与常规CaO不同,但目前还未有这一方面的研究报道。为此,本文提出利用工业钙基废弃物——造纸白泥（lime mud, LM）催化酯交换生产生物柴油的研究思路。首先,采用不同方式处理造纸白泥得到固体碱,并从催化剂量、醇油摩尔比等... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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图２．１?ＴＧ－ＦＴＩ民联用实验系统示意图??

取上层清液置于Ｉｃｍｘｌｃｍ比色皿中，借助可见分光光度计测定吸光度，并绘制?＿＿??盞＇??标准曲线如图２．２所示。??０．７－??ｙ＝０．０２６０３ｊ（Ｎ－０．１０４４５??０．６－?ｒ＝０．９９８２??呈?０．４－??Ｉ?０．３：??０－２－?ｊｒ＊＊??０．１－??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?１８?２０?２２?２４??Ｇｌｙｃｅｒｏｌ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?（ｍｇ／ｍＬ）??图２．２分光光度计法标准曲线??对未知浓度的甘油样品按照上述方法测定其吸光度，代入标准曲线方程计算??甘油浓度，根据式（２－４）计算醋交换转化率；／。??巧＝町…ｄｅ?ｇｌｙ?拍?ｍｌ?ＸＷ曲?ｃｅｒ尘?ＸＩ?〇〇〇／〇?（２－４）??＾Ｏｉｌ?ｙ＼Ａ??＼４?ｇｌｙｃｅｒｏｌ??气ｉｌ??式中，Ｗｅｒｕｄｅｇｌｙｅｒｏｌ，粗甘油质量，ｇ；?ＷｇｉｙｅｅｍＩ，甘油的质量百分含量，％?；－＾ｇｌｙｃｅｒｏｌ？??甘油摩尔质量，ｇ／ｍｏｌ；?ｍ〇ｉｉ，原料油的质量，ｇ；?Ｍｏｉｌ，原料油摩尔质量，ｇ／ｍｏｌ。??红外光谱法可检测到被测物中含有的官能团信息，且测量方便、快速，易实??现在线分析。近年来，中红外（ｍｉｄ－ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｓ

脂肪酸甲醋（生物柴油）Ｒ－ＣＯＯＣＨ］中的－ＯＣＨ３在１４３６ｃｍ－ｉ处有伸缩振动??的特征峰，而原料油脂在此无振动峰［８２－８４］。栋桐油及掠楠油甲醋为例，踪楠油??甲醋在１４％ｃｍ－ｉ处存在尖锐的振动峰，而踪搁油则没有（图２．３）。??将脂肪酸甲醋与原料油按照质量分数１％－１〇〇％的比例进行混合，振荡摇匀。??取样品置于ＦＴＩＲ－ＡＴＲ测试平台上进行测定，所有样品测定温度为室温２（ＴＣ，??Ｗ空气作为扫描背景，扫描次数１６次，分辨率为４ｃｍ－ｉ［８５］。利用ＯＰＵＳ７．２软件??对ＦＴＩＲ谱图进行基线校正，然后得到１４３６ｃｍ－ｉ处的吸光度Ｕ）。根据吸光度和??生物柴油的质量分数进行线性回归分析得到标准曲线，如图２．４所示。??１Ｗ－?１００－?■??－纖７議明’?：?遍??巧；?７０－??ｇ说＾?＾?言说－?Ｘ??＂－?＾?疋撕：?＾??４０－??３０；?３０－??泌－?２０－??０Ｍ?。＇。７?。佛Ａｂｓｏｒｂ?揽。…０。?〇＇！＞７?Ｏｂｓ?０＾９?〇＇，０?０；，．?０；，２??．?Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ??（ａ）踪楠油甲醋?（ｂ）花生油甲酷??图２．４掠楠油甲酷和花生油甲醋在１４％?ｃｍ－ｉ处吸光度与醋交换转化率的标准曲线??选用本文３．３．１中的ＬＭ－Ｈ６００作为催化剂，分别催化掠搁油（ｐａｌｍ?ｏｉｌ）和??花生油（ｐｅａｍｕｔ?ｏｉＤ与甲醇进行酷交换反应

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]多相催化制备生物柴油的催化剂及反应过程研究[D]. 刘学军.清华大学 2008

硕士论文
[1]钙基固体碱催化剂的制备及催化合成生物柴油研究[D]. 王伟.华中农业大学 2015



本文编号：3121499