聚离子液体固体碱催化制备生物柴油的性能研究
发布时间：2021-11-17 20:48
生物柴油是一种绿色可再生燃料油,对解决化石燃料危机以及环境恶化问题具有重要意义。为了解决传统固体碱催化剂在使用过程中的浸出以及遇空气中二氧化碳和水的失活问题。本文利用聚离子液体结构的可设计性,采用自由基聚合方式制备了超疏水聚离子液体固体碱,并以大豆油和甲醇为原料催化制备生物柴油,探究了聚离子液体固体碱的催化性能、稳定性等问题。采用自由基聚合和阴离子交换两步法制备聚离子液体固体碱,并采用傅里叶红外（FT-IR）光谱、X射线光电子能谱（XPS）,扫描电子显微镜（SEM）,透射电子显微镜（TEM）,固体X射线衍射（XRD）,物理吸附,热重分析（TG）和静态接触角测量仪等方法对所制备的聚离子液体固体碱催化剂进行了表征,揭示了催化剂的化学组成、结构特征及表面润湿性。在制备生物柴油的研究中,首先对精制原料大豆油进行了理化性质研究,随后对聚离子液体固体碱催化大豆油制备生物柴油的性能进行了研究,利用单因素实验和响应曲面法相结合的方式对操作条件醇油摩尔比、催化剂用量以及反应时间对转化率的影响进行了优化。结果表明当醇油摩尔比为21:1,催化剂用量为大豆油质量的9.15%,反应时间为9.33 h时,生物柴油...
【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】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
014年世界上较大生物柴油生产量的国家及产量分布
图 1-2 制备生物柴油的方法Fig 1-2 the methods of the biodiesel production表 1-1 制备生物柴油生产方法的优缺点[21]Table 1-1 The advantages and disadvantages of methods of the biodiesel production要方法 优点 缺点接混合法或微乳液法 制备过程简单1）产品黏度大；2）挥发度高；3）稳定性差温裂解法1）制备过程简单；2）无污染1）需要高温，耗能大；2）设备昂贵；3）产品纯度低酯化法1）产品性能接近常规柴油；2）转化率高；成本低；3）适合工业上大规模生产1）碱催化剂对原料游离肪酸和水含量要求高；2）伴随副反应发生；3）产品分离困难；4）产生大量污染物
图 1-3 转酯化法化学反应总式igure 1-3 Overall chemistry reaction for transesterification proce转酯化法酯化反应的主要方法有甲醇化的硫酸、磺酸、盐酸和和磺酸是目前应用最多的催化剂。酸催化转酯化反应化剂下较易进行，并且烷基酯产率较高，但反应速率时间长。酸催化过程一般经历以下几个步骤：1）酸羰基氧进行质子化，形成碳正离子；2）醇分子上的离子进行亲和攻击，从而形成正四面体结构的中间体的中间体断裂，得到酯和 H+。反应机理如图 1-4 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物柴油研究进展[J]. 朱耀民. 山东工业技术. 2016(10)
[2]生物柴油的研究及应用进展[J]. 张文毓. 化学与黏合. 2016(02)
[3]聚离子液体功能材料研究进展[J]. 钱文静,袁超,郭江娜,严锋. 化学学报. 2015(04)
[4]固体碱催化制备生物柴油研究进展[J]. 李佳琦,陈晓晖,魏可镁. 工业催化. 2013(07)
[5]生物柴油产业现状分析及发展思考[J]. 孙海萍. 市场研究. 2013(03)
[6]Biodiesel preparation from transesterification of glycerol trioleate catalyzed by basic ionic liquids[J]. Shuai Zhou~a,Lu Liu~a,Bo Wang~(a,*),Feng Xu~a,Run Cang Sun~(a,b) a Institute of Biomass Chemistry and Technology,College of Materials Science and Technology,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China b State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China. Chinese Chemical Letters. 2012(04)
[7]中国生物柴油大规模发展应首先解决的问题[J]. 齐泮仑,张国静,曹亦农,董平,赵光辉. 化工中间体. 2009(07)
[8]生物柴油研究与应用现状[J]. 吴慧娟,许世海,张文田. 现代化工. 2007(S1)
[9]固体超强碱氧化钙催化制备生物柴油及其精制工艺[J]. 朱华平,吴宗斌,陈元雄,张萍,段世杰,刘晓华,毛宗强. 催化学报. 2006(05)
[10]生物柴油制备方法研究进展[J]. 王一平,翟怡,张金利,李韡,韩振亭. 化工进展. 2003(01)
硕士论文
[1]非均相碱催化制备生物柴油的研究[D]. 王祎.天津大学 2013
本文编号：3501621
【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】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
014年世界上较大生物柴油生产量的国家及产量分布
图 1-2 制备生物柴油的方法Fig 1-2 the methods of the biodiesel production表 1-1 制备生物柴油生产方法的优缺点[21]Table 1-1 The advantages and disadvantages of methods of the biodiesel production要方法 优点 缺点接混合法或微乳液法 制备过程简单1）产品黏度大；2）挥发度高；3）稳定性差温裂解法1）制备过程简单；2）无污染1）需要高温，耗能大；2）设备昂贵；3）产品纯度低酯化法1）产品性能接近常规柴油；2）转化率高；成本低；3）适合工业上大规模生产1）碱催化剂对原料游离肪酸和水含量要求高；2）伴随副反应发生；3）产品分离困难；4）产生大量污染物
图 1-3 转酯化法化学反应总式igure 1-3 Overall chemistry reaction for transesterification proce转酯化法酯化反应的主要方法有甲醇化的硫酸、磺酸、盐酸和和磺酸是目前应用最多的催化剂。酸催化转酯化反应化剂下较易进行，并且烷基酯产率较高，但反应速率时间长。酸催化过程一般经历以下几个步骤：1）酸羰基氧进行质子化，形成碳正离子；2）醇分子上的离子进行亲和攻击，从而形成正四面体结构的中间体的中间体断裂，得到酯和 H+。反应机理如图 1-4 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物柴油研究进展[J]. 朱耀民. 山东工业技术. 2016(10)
[2]生物柴油的研究及应用进展[J]. 张文毓. 化学与黏合. 2016(02)
[3]聚离子液体功能材料研究进展[J]. 钱文静,袁超,郭江娜,严锋. 化学学报. 2015(04)
[4]固体碱催化制备生物柴油研究进展[J]. 李佳琦,陈晓晖,魏可镁. 工业催化. 2013(07)
[5]生物柴油产业现状分析及发展思考[J]. 孙海萍. 市场研究. 2013(03)
[6]Biodiesel preparation from transesterification of glycerol trioleate catalyzed by basic ionic liquids[J]. Shuai Zhou~a,Lu Liu~a,Bo Wang~(a,*),Feng Xu~a,Run Cang Sun~(a,b) a Institute of Biomass Chemistry and Technology,College of Materials Science and Technology,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China b State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China. Chinese Chemical Letters. 2012(04)
[7]中国生物柴油大规模发展应首先解决的问题[J]. 齐泮仑,张国静,曹亦农,董平,赵光辉. 化工中间体. 2009(07)
[8]生物柴油研究与应用现状[J]. 吴慧娟,许世海,张文田. 现代化工. 2007(S1)
[9]固体超强碱氧化钙催化制备生物柴油及其精制工艺[J]. 朱华平,吴宗斌,陈元雄,张萍,段世杰,刘晓华,毛宗强. 催化学报. 2006(05)
[10]生物柴油制备方法研究进展[J]. 王一平,翟怡,张金利,李韡,韩振亭. 化工进展. 2003(01)
硕士论文
[1]非均相碱催化制备生物柴油的研究[D]. 王祎.天津大学 2013
本文编号：3501621
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3501621.html
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