以离子液体为活性组分构建纳米反应器催化合成聚甲醛二甲醚的研究

发布时间：2021-08-31 22:45

　　聚甲醛二甲醚（PODE_n）作为一种具有高含氧量和十六烷值的绿色环保型柴油添加剂,在柴油中添加少量可有效改善柴油性能,提高热效率,减少NO_x和固体颗粒物的排放,且不需要对发动机进行改造,具有广阔的应用前景。目前关于聚甲醛二甲醚的研究主要集中在催化剂方面,离子液体（ILs）作为一种环境友好型催化剂,具有催化活性高,目标产物选择性强的优点,但其不易与产物分离、价格昂贵,很难应用于大规模的工业生产,而将离子液体固载化是一种很好的解决方法。基于此,本文以离子液体为活性组分,介孔分子筛SBA-16作载体,构建了三种类型的纳米反应器ILs@SBA-16-X,并将其用于催化合成聚甲醛二甲醚的研究。一方面,将离子液体固载后可以减少其用量,且易于分离回收;另一方面,SBA-16的限域效应可以抑制聚甲醛二甲醚过度聚合,有利于目标产物的形成。首先以吡啶盐离子液体为活性组分,采用包埋法使离子液体封装在SBA-16的超笼结构中,构建吡啶盐离子液体纳米反应器,并对其催化甲醇和三聚甲醛合成PODE_n的反应进行研究。通过优化反应条件得到最佳工艺参数:反应... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 前言
    1.2 柴油添加剂
        1.2.1 改善油品质量的添加剂
        1.2.2 促进燃烧的添加剂
        1.2.3 消烟减污的添加剂
    1.3 聚甲醛二甲醚
        1.3.1 聚甲醛二甲醚的理化性质
        1.3.2 聚甲醛二甲醚的合成方法
        1.3.3 聚甲醛二甲醚的反应机理
        1.3.4 聚甲醛二甲醚的工艺研究
    1.4 SBA系列介孔材料
        1.4.1 SBA系列介孔材料的简介
        1.4.2 SBA系列介孔材料的应用
    1.5 选题意义及内容
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂与仪器设备
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 仪器设备
    2.2 样品的制备
    2.3 样品的表征
        2.3.1 X射线衍射(XRD)分析
        2.3.2 红外光谱(FT-IR)分析
        2.3.3 N_2吸附-脱附分析
        2.3.4 元素分析
        2.3.5 X射线光电子能谱(XPS)分析
        2.3.6 紫外光谱(UV)分析
    2.4 聚甲醛二甲醚的合成反应
    2.5 产品分析
第三章 吡啶盐离子液体纳米反应器的构建及其催化合成PODEn
    3.1 实验部分
        3.1.1 SBA-16载体的制备
        3.1.2 SBA-16的孔径调节
        3.1.3 构建吡啶盐离子液体纳米反应器
        3.1.4 纳米反应器催化合成PODEn
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 紫外分析
        3.2.3 FT-IR分析
        3.2.4 N_2吸附-脱附分析
        3.2.5 XPS分析
        3.2.6 元素分析
    3.3 单因素条件的考察
        3.3.1 原料醇醛摩尔比的影响
        3.3.2 催化剂用量的影响
        3.3.3 反应温度的影响
        3.3.4 反应时间的影响
    3.4 SBA-16,ILs,ILs@SBA-16-C8的催化效果对比
    3.5 聚甲醛二甲醚的形成机理
    3.6 催化剂的循环利用性能
    3.7 本章小结
第四章 咪唑盐离子液体纳米反应器的构建及其催化合成PODEn
    4.1 实验部分
        4.1.1 SBA-16载体的制备
        4.1.2 SBA-16的孔径调节
        4.1.3 构建咪唑盐离子液体纳米反应器
        4.1.4 纳米反应器催化合成PODEn
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 XRD分析
        4.2.2 FT-IR分析
        4.2.3 N_2吸附-脱附分析
    4.3 两类咪唑盐离子液体为活性组分时催化活性的比较
    4.4 催化剂的循环利用性能
    4.5 小结
第五章 季膦盐离子液体纳米反应器的构建及其催化合成PODEn
    5.1 实验部分
        5.1.1 SBA-16载体的制备
        5.1.2 SBA-16的孔径调节
        5.1.3 构建季膦盐离子液体纳米反应器
        5.1.4 纳米反应器催化合成PODEn
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 XRD分析
        5.2.2 紫外分析
        5.2.3 FT-IR分析
        5.2.4 N_2吸附-脱附分析
    5.3 阴离子不同时催化活性的比较
    5.4 催化剂的循环利用性能
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 实验总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
硕士学习期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
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[4]浅谈汽车尾气排放问题及节能减排的方法[J]. 甘星星.  内燃机与配件. 2018(01)
[5]2016年世界能源供需情况分析与未来展望——基于《BP世界能源统计年鉴》与《BP世界能源展望》[J]. 代晓东,王余宝,毕晓光,路用瑞,梁继航,郭文玉.  天然气与石油. 2017(06)
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[8]从我国煤炭工业现状浅议能源金融[J]. 窦娟.  当代经济. 2017(20)
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硕士论文
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[2]直喷式柴油机燃用甲醇—柴油混合燃料的性能研究[D]. 潘永方.河南科技大学 2010
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本文编号：3375758