杂多酸类固体酸催化剂制备生物柴油工艺的研究
发布时间：2023-08-11 17:58
生物柴油是目前社会研究的热点,其在清洁能源方面具有广泛的用途。在各种催化剂催化制备生物柴油中,固体酸催化剂不仅避免产物分离困难和污染环境等问题,而且更适用催化某些含脂肪酸量高的油,是一种有着发展前景的催化剂。本文选用廉价易得的原料制备四种固体酸催化剂：KxH3-xPWi204o(x=0.5-3), SO42-/TiO2、SO42-/Al2O3及SO42-/TiO2-Al2O3,用IR、TPD、BET及XRD等表征,并催化蓖麻油和甲醇的酯交换反应制备生物柴油,以催化剂的制备条件和酯交换的反应条件影响,考察固体酸催化剂的催化活性,得出结论如下：(1)采用简单方法制备KxH3-xPWi204o(x=0.5-3)固体酸,表征显示,其符合Keggin型的杂多酸盐的结构,没有发生太大的改变,K2.5H0.5PW12O40比表面积为92.20 m2/g,孔径呈中微孔,并且酸量有所增加。在酯交换反应中,K2.5H0.5PW12O40催化剂表现出最高的催化活性,在最优化反应条件下：反应温度1600C,反应时间4h,醇油比30：1,催化剂用量15%,酯收率达89.41%,原料含水率最多不超过0.2%,催化...
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 固体酸简述
1.2.1 固体酸定义及现状
1.2.2 SO4
2-/MxOy型固体酸
1.2.3 杂多酸固体酸
1.2.4 分子筛类固体酸
1.2.5 离子交换树脂固体酸
1.2.6 其它类型的固体酸
1.3 固体酸的性质及制备方法及应用
1.3.1 固体酸的性质及制备方法
1.3.2 固体酸在有机合成中的应用
1.3.3 固体酸催化性能影响因素
1.4 脂肪酸甲酯(生物柴油)的简述
1.4.1 脂肪酸甲酯定义
1.4.2 脂肪酸甲酯制备方法
1.4.3 酯交换反应简述
1.4.4 蓖麻油酸甲酯简述
1.5 课题研究内容
1.5.1 课题研究目的及意义
1.5.2 课题研究思路
第二章 KXH3-XPW12O40(x=0.5～3)和SO4
2-/MxOy固体酸的制备
2.1 使用试剂和仪器
2.2 实验的内容
2.2.1 KXH3-XPW12O40(x=0.5～3)固体酸的制备
2.2.2 SO4
2-/Mx
y固体酸催化剂的制备
2.3 催化剂表征
2.3.1 红外测定
2.3.2 NH3-TPD测定
2.3.3 比表面积测定
2.3.4 X-射线衍射测定
2.4 本章小结
第三章 固体酸催化剂对合成生物柴油的工艺影响
3.1 实验器材及试剂
3.2 实验原理
3.3 实验内容
3.3.1 蓖麻油酸值、皂化值及分子量的测定
3.3.2 生物柴油的合成
3.3.3 产物液相分析
3.3.4 标准曲线的制作
3.3.5 产物收率的计算
3.4 KXH3-XPW12O40(x=0.5～3)催化合成生物柴油
3.4.1 不同钾离子取代个数对酯收率影响
3.4.2 反应温度对酯收率影响
3.4.3 反应时间对酯收率影响
3.4.4 醇油比对酯收率影响
3.4.5 催化剂用量对酯收率影响
3.4.6 催化剂重复使用次数对酯收率的影响
3.4.7 原料含水率对K2.5H0.5PW12O40催化活性影响
3.5 SO4
2-/TiO2及SO4
2-/Al2O3催化合成生物柴油
3.5.1 不同的焙烧温度对催化剂催化活性的影响
3.5.2 不同的浸渍浓度对催化剂催化活性的影响
3.6 SO4
2-/TiO2-Al2O3催化合成生物柴油
3.6.1 不同的焙烧温度对催化剂催化活性的影响
3.6.2 不同的浸渍浓度对催化剂催化活性的影响
3.6.3 不同Ti/Al比对催化剂催化活性影响
3.6.4 不同的醇油比对酯收率影响
3.6.5 不同的催化剂用量对酯收率的影响
3.6.6 不同的反应时间对酯收率的影响
3.6.7 不同的反应温度对酯收率的影响
3.6.8 催化剂重复次数使用对酯收率的影响
3.7 产物液相分析
3.8 本章小结
第四章 结论与展望
4.1 总结
4.2 建议与展望
参考文献
致谢
个人简介
本文编号：3841495
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 固体酸简述
1.2.1 固体酸定义及现状
1.2.2 SO4
2-/MxOy型固体酸
1.2.3 杂多酸固体酸
1.2.4 分子筛类固体酸
1.2.5 离子交换树脂固体酸
1.2.6 其它类型的固体酸
1.3 固体酸的性质及制备方法及应用
1.3.1 固体酸的性质及制备方法
1.3.2 固体酸在有机合成中的应用
1.3.3 固体酸催化性能影响因素
1.4 脂肪酸甲酯(生物柴油)的简述
1.4.1 脂肪酸甲酯定义
1.4.2 脂肪酸甲酯制备方法
1.4.3 酯交换反应简述
1.4.4 蓖麻油酸甲酯简述
1.5 课题研究内容
1.5.1 课题研究目的及意义
1.5.2 课题研究思路
第二章 KXH3-XPW12O40(x=0.5～3)和SO4
2-/MxOy固体酸的制备
2.1 使用试剂和仪器
2.2 实验的内容
2.2.1 KXH3-XPW12O40(x=0.5～3)固体酸的制备
2.2.2 SO4
2-/Mx
y固体酸催化剂的制备
2.3 催化剂表征
2.3.1 红外测定
2.3.2 NH3-TPD测定
2.3.3 比表面积测定
2.3.4 X-射线衍射测定
2.4 本章小结
第三章 固体酸催化剂对合成生物柴油的工艺影响
3.1 实验器材及试剂
3.2 实验原理
3.3 实验内容
3.3.1 蓖麻油酸值、皂化值及分子量的测定
3.3.2 生物柴油的合成
3.3.3 产物液相分析
3.3.4 标准曲线的制作
3.3.5 产物收率的计算
3.4 KXH3-XPW12O40(x=0.5～3)催化合成生物柴油
3.4.1 不同钾离子取代个数对酯收率影响
3.4.2 反应温度对酯收率影响
3.4.3 反应时间对酯收率影响
3.4.4 醇油比对酯收率影响
3.4.5 催化剂用量对酯收率影响
3.4.6 催化剂重复使用次数对酯收率的影响
3.4.7 原料含水率对K2.5H0.5PW12O40催化活性影响
3.5 SO4
2-/TiO2及SO4
2-/Al2O3催化合成生物柴油
3.5.1 不同的焙烧温度对催化剂催化活性的影响
3.5.2 不同的浸渍浓度对催化剂催化活性的影响
3.6 SO4
2-/TiO2-Al2O3催化合成生物柴油
3.6.1 不同的焙烧温度对催化剂催化活性的影响
3.6.2 不同的浸渍浓度对催化剂催化活性的影响
3.6.3 不同Ti/Al比对催化剂催化活性影响
3.6.4 不同的醇油比对酯收率影响
3.6.5 不同的催化剂用量对酯收率的影响
3.6.6 不同的反应时间对酯收率的影响
3.6.7 不同的反应温度对酯收率的影响
3.6.8 催化剂重复次数使用对酯收率的影响
3.7 产物液相分析
3.8 本章小结
第四章 结论与展望
4.1 总结
4.2 建议与展望
参考文献
致谢
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