添加丙酮与乙酸乙酯对生物油稳定性的影响

发布时间：2021-03-01 14:32

　　为了探究丙酮与乙酸乙酯对生物油储存特性的影响,将不同质量分数（3%、6%、9%、12%、15%）的丙酮和乙酸乙酯分别加入到生物油中,考察各组生物油理化特性随储存时间的变化。结果表明,添加丙酮和乙酸乙酯降低了生物油的含水率,且乙酸乙酯对生物油水分的降低效果优于丙酮。储存35 d后,15%乙酸乙酯组生物油的含水率为13.41%,比空白组（16.32%）降低了17.8%。加入添加剂后各组生物油的运动黏度均显著下降,与乙酸乙酯相比,丙酮对运动黏度影响较大。随着添加剂添加比例的增加,生物油运动黏度降低。储存35 d后,添加丙酮质量分数为3%、6%、9%、12%、15%的实验组生物油的运动黏度比空白组分别降低了37.20%、57.78%、71.92%、79.79%、84.67%。两种添加剂均能使生物油的p H值略微增大。红外光谱分析和气相色谱质谱联用分析显示,丙酮和乙酸乙酯抑制了生物油的老化反应。 

【文章来源】：燃料化学学报. 2018,46(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

添加不同质量分数丙酮与乙酸乙酯的生物油运动黏度变化Figure1Changesofbio-oilkinematicviscositywithadditionofdifferentdosesofacetone(a)andethylacetate(b)duringstorage

综上所述，较高质量分数的丙酮和乙酸乙酯能在短时间内降低生物油pH值，但变化并不明显。2．4生物油储存前后红外光谱分析物理特性的变化可以从宏观上推断生物油内部发生的反应，红外光谱分析可以从官能团的角度直接分析出生物油内部各种老化反应。添加不同质量分数丙酮与乙酸乙酯的生物油储存35d后红外光谱分析见图2。由图2可知，添加不同质量分数的丙酮与乙酸乙酯的生物油红外光谱谱图与空白组生物油的红外光谱谱图图形类似，说明添加剂的加入并没有改变生物油中官能团的种类;空白组生物油储存前后的红外光谱谱图也类似，说明储存前后生物油中原有官能团的种类未发生改变。第0d和第35d的空白组在3397－3390cm－1处出现强烈的吸收峰，此时的生物油中含有水分、醇类、苯酚等;2933cm－1处的吸收峰证明脂肪族烷烃类结构的存在;1722－1718cm－1处的吸收峰表示羰基结构，证实醛类、酮类物质的存在;1513－1511cm－1处的吸收峰表明甲基结构的存在。除此之外，生物油中还存在烯烃类、芳烃、杂芳烃类、醚类以及酯类等物质，说明生物油中所含的官能团及其对应组分是非常复杂的［15，16］。红外光谱谱图的图形类似，但各个吸收峰的强度存在差异。由图2可知，3390cm－1附近各组生物油的吸收峰强度差异较大，质量分数为3%、6%、9%、15%的丙酮组生物油与质量分数为3%、6%、15%的乙酸乙酯组生物油在该位置的吸收强度明显小于空白组第35d在该位置的吸收强度。吸收峰强度的大小与生物油组分的碳链结构关系密切，碳链结构的长短决定了吸收峰强度的大小［17］。说明添加剂的加入抑制了了生物油中聚合反?

由此可见，这些共同组分参与了生物油中的老化反应，其主要结构包含羟基、羰基、甲基以及苯环等，即生物油的老化反应主要围绕这些组分展开。说明丙酮和乙酸乙酯的加入能抑制生物油中的活跃组分的变化。图3添加不同质量分数丙酮与乙酸乙酯的生物油储存35d后主要组分的变化Figure3Maincompositonvariationofbio-oilwithadditionofdifferentdosesofacetone(a)andethylacetate(b)after35dstorage:B·0d;:B·35d;:3%;:6%;:9%;:12%;:15%B·0d:blank0d;B·35d:blank35d3结论丙酮和乙酸乙酯均能降低生物油的含水率，添加乙酸乙酯的生物油含水率均低于添加相同质量分数的丙酮组，由此可见乙酸乙酯控制生物油含水率的效果优于丙酮。丙酮和乙酸乙酯都对生物油的运动黏度有明显的改善作用，但丙酮对生物油运动黏度的控制效果略优于乙酸乙酯。结合添加剂对生物油pH值的控制效果可知，相同质量分数的丙酮对生物油储存稳定性的影响大于相同质量分数的乙酸乙酯。由生物油储存前后红外光谱分析及气相色谱质谱联用分析可知，5-甲基糠醛、苯酚、邻苯二酚和乙基-2-羰基丙酸是丙酮组生物油和乙酸乙酯组生物油的共同组分，丙酮和乙酸乙酯能抑制生物油内部的老化反应。参考文献［1］OASMAAA，BELDBVD，SAAＲIP，ELLIOTTDC，SOLANTAUSTAY．Norms，standards，andlegislationforfastpyrolysisbio-oilsfromlignocellulosicbiomass［J］．EnergyFuels，2015，29(4):2471－2484．［2］OASMAAA，K?LLIA，LINDFOＲSC，ELLIOTTDC，SPＲINGEＲD，PEACOCKEC，CHIA

【参考文献】：
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本文编号：3057620