微波强化转酯化制备生物柴油的研究
发布时间：2023-06-01 22:00
生物柴油作为一种可再生清洁能源,对解决能源短缺及环境污染问题有着重要意义。目前油脂的“一步转酯化”制备生物柴油技术是全球研究的热点和难点,生产中存在一些亟待解决的问题:高选择性催化剂制备困难、过程能耗成本高、产品转化率低、工艺过程污染严重。本文采用一种绿色离子液体作为催化剂,通过“一步转酯化”技术制备生物柴油,重点研究了微波对反应过程的强化作用,探索了微波加热下的酯交换反应动力学过程,并对比了微波和常规加热方式下生物柴油的收率及能耗。首先测定了原料油的理化性质,并确定了一个便捷可靠的生物柴油收率计算方法。为了筛选出较为理想的催化剂,对固体酸、改性凹凸棒、自制负载型固体碱及自制3种咪唑类离子液体的催化性能进行了考察。实验发现,[HSO3-PMIM]HSO4及[HSO3-BMIM]HSO4具有较好的催化性能,产品收率可达到95%以上。综合考查催化效果、成本及制备难易程度,选择[HSO3-BMIM]HSO4作为合适的催化剂用于生物柴油的制备。采用[HSO
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 文献综述
1.1 全球能源背景
1.2 生物柴油
1.2.1 生物柴油定义
1.2.2 生物柴油的优缺点
1.2.3 生物柴油在国内外的研究进展
1.3 生物柴油酯交换反应机理
1.3.1 酸催化酯交换反应机理
1.3.2 碱催化酯交换反应机理
1.3.3 酶催化酯交换反应机理
1.3.4 超临界酯交换反应机理
1.4 催化剂
1.4.1 催化剂的组成
1.4.2 酯交换反应催化剂的分类
1.5 微波
1.5.1 微波简介
1.5.2 微波的基本特性与加热原理
1.6 课题的提出
1.7 本文研究内容
第2章 制备生物柴油分析方法的确定
2.1 引言
2.2 实验试剂与仪器
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 棕榈油物性分析
2.3.1 棕榈油理化性质的测定方法
2.3.2 棕榈油理化性质测定结果及分析
2.3.3 棕榈油摩尔质量的计算
2.3.4 棕榈油定性和定量分析
2.4 生物柴油收率的计算
2.4.1 生物柴油收率的测定
2.4.2 色谱法计算收率
2.5 本章小结
第3章 催化剂的制备及选取
3.1 引言
3.2 棕榈油的定性分析
3.3 固体酸及改性凹凸棒催化活性考察实验
3.3.1 实验试剂
3.3.2 实验仪器
3.3.3 实验装置及步骤
3.3.4 实验结果与讨论
3.4 负载型固体碱催化剂KOH/分子筛的制备及其催化活性考察实验
3.4.1 实验试剂
3.4.2 实验仪器
3.4.3 负载型固体碱催化剂KOH/分子筛的制备
3.4.4 负载型固体碱催化剂KOH/分子筛催化活性考察实验
3.4.5 实验结果与讨论
3.5 离子液体的制备及其催化活性考察实验
3.5.1 实验仪器
3.5.2 实验试剂
3.5.3 离子液体[MIM]HSO4的制备
3.5.4 离子液体[HSO3-PMIM]HSO4的制备
3.5.5 离子液体[HSO3-BMIM]HSO4的制备
3.5.6 实验结果与讨论
3.6 本章小结
第4章 微波强化转酯化制备生物柴油
4.1 引言
4.2 实验仪器与试剂
4.2.1 实验仪器
4.2.2 实验试剂
4.3 常规加热转酯化制备生物柴油
4.3.1 实验装置及步骤
4.3.2 单因素实验
4.3.3 离子液体重复利用性能考察实验
4.3.4 响应面设计及分析
4.4 微波强化转酯化制备生物柴油
4.4.1 实验装置及步骤
4.4.2 红外测温仪校正
4.4.3 单因素实验
4.4.4 响应面设计及分析
4.4.5 微波加热下的酯交换反应动力学
4.4.6 微波和常规加热制备生物柴油过程对比
4.5 本章小结
第5章 微波强化管式反应制备生物柴油
5.1 引言
5.2 实验仪器与试剂
5.2.1 实验仪器
5.2.2 实验试剂
5.3 实验装置及步骤
5.3.1 实验装置
5.3.2 实验步骤
5.4 实验结果与讨论
5.4.1 微波功率的影响
5.4.2 反应时间的影响
5.4.3 醇油摩尔比的影响
5.4.4 催化剂用量的影响
5.4.5 微波强化下管式反应与釜式反应结果对比
5.5 本章小结
第6章 结论及展望
6.1 结论
6.2 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：3827104
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 文献综述
1.1 全球能源背景
1.2 生物柴油
1.2.1 生物柴油定义
1.2.2 生物柴油的优缺点
1.2.3 生物柴油在国内外的研究进展
1.3 生物柴油酯交换反应机理
1.3.1 酸催化酯交换反应机理
1.3.2 碱催化酯交换反应机理
1.3.3 酶催化酯交换反应机理
1.3.4 超临界酯交换反应机理
1.4 催化剂
1.4.1 催化剂的组成
1.4.2 酯交换反应催化剂的分类
1.5 微波
1.5.1 微波简介
1.5.2 微波的基本特性与加热原理
1.6 课题的提出
1.7 本文研究内容
第2章 制备生物柴油分析方法的确定
2.1 引言
2.2 实验试剂与仪器
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 棕榈油物性分析
2.3.1 棕榈油理化性质的测定方法
2.3.2 棕榈油理化性质测定结果及分析
2.3.3 棕榈油摩尔质量的计算
2.3.4 棕榈油定性和定量分析
2.4 生物柴油收率的计算
2.4.1 生物柴油收率的测定
2.4.2 色谱法计算收率
2.5 本章小结
第3章 催化剂的制备及选取
3.1 引言
3.2 棕榈油的定性分析
3.3 固体酸及改性凹凸棒催化活性考察实验
3.3.1 实验试剂
3.3.2 实验仪器
3.3.3 实验装置及步骤
3.3.4 实验结果与讨论
3.4 负载型固体碱催化剂KOH/分子筛的制备及其催化活性考察实验
3.4.1 实验试剂
3.4.2 实验仪器
3.4.3 负载型固体碱催化剂KOH/分子筛的制备
3.4.4 负载型固体碱催化剂KOH/分子筛催化活性考察实验
3.4.5 实验结果与讨论
3.5 离子液体的制备及其催化活性考察实验
3.5.1 实验仪器
3.5.2 实验试剂
3.5.3 离子液体[MIM]HSO4的制备
3.5.4 离子液体[HSO3-PMIM]HSO4的制备
3.5.5 离子液体[HSO3-BMIM]HSO4的制备
3.5.6 实验结果与讨论
3.6 本章小结
第4章 微波强化转酯化制备生物柴油
4.1 引言
4.2 实验仪器与试剂
4.2.1 实验仪器
4.2.2 实验试剂
4.3 常规加热转酯化制备生物柴油
4.3.1 实验装置及步骤
4.3.2 单因素实验
4.3.3 离子液体重复利用性能考察实验
4.3.4 响应面设计及分析
4.4 微波强化转酯化制备生物柴油
4.4.1 实验装置及步骤
4.4.2 红外测温仪校正
4.4.3 单因素实验
4.4.4 响应面设计及分析
4.4.5 微波加热下的酯交换反应动力学
4.4.6 微波和常规加热制备生物柴油过程对比
4.5 本章小结
第5章 微波强化管式反应制备生物柴油
5.1 引言
5.2 实验仪器与试剂
5.2.1 实验仪器
5.2.2 实验试剂
5.3 实验装置及步骤
5.3.1 实验装置
5.3.2 实验步骤
5.4 实验结果与讨论
5.4.1 微波功率的影响
5.4.2 反应时间的影响
5.4.3 醇油摩尔比的影响
5.4.4 催化剂用量的影响
5.4.5 微波强化下管式反应与釜式反应结果对比
5.5 本章小结
第6章 结论及展望
6.1 结论
6.2 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：3827104
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