典型微藻生物油的制备及其摩擦学特性研究

发布时间：2021-03-15 13:19

　　随着传统化石能源逐渐枯竭以及社会可持续发展形势的日益需求,开发新型可再生替代能源成为大势所趋。生物质能源是一种可再生的清洁能源,其中藻类生物质由于其生物量大,繁殖速度快,不占耕地等优势已成为近年生物质能源研究的重点对象。采用热化学转化技术将其转变成发动机代用燃料——生物油,已成为该研究领域的前沿和热点问题之一。然而,针对我国淡水湖泊中经常出现的两种典型生物质微藻——小球藻（俗称“绿藻”）和螺旋藻（俗称“蓝藻”）热液化制备微藻生物油的系统研究尚处于探索阶段,微藻生物油的性能改善方法与措施也有待进一步的研究。同时,生物油的摩擦学特性直接关系着发动机的润滑效率和使用寿命。因此,本文主要从小球藻和螺旋藻热液化制备微藻生物油与提质改性及其摩擦学特性等方面开展相关的研究,旨在为发展新一代发动机代用燃料,为微藻生物油在内燃机上的应用打下一定的基础。具体的研究内容包括以下几个方面：首先,对小球藻和螺旋藻进行了成分等基本物性分析,并通过稀土负载的HZSM-5催化剂对其进行了催化热解,掌握了其热解动力学行为。研究表明,与HZSM-5相比,除La（Ⅱ）/HZSM-5外,其余稀土负载后的催化剂（Ce（Ⅰ）/H... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
致谢
第一章 绪论
    1.1 选题背景与研究目的
    1.2 生物质转化与利用现状
        1.2.1 生物质的化学组成及性质
        1.2.2 生物质转化与利用技术
        1.2.3 生物质催化液化技术
        1.2.4 微藻生物质的转化与利用
    1.3 生物油研究进展
        1.3.1 生物油的制备方法
        1.3.2 生物油的组成与性质
        1.3.3 生物油提质改性进展
    1.4 研究现状小结
    1.5 本文研究内容
第二章 微藻生物质催化热解动力学分析
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料与仪器
        2.2.2 原料分析方法
        2.2.3 催化剂制备
        2.2.4 催化剂表征方法
        2.2.5 催化热解实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 微藻基本特性
        2.3.2 催化剂基本特性
        2.3.3 微藻催化热解动力学分析
    2.4 本章小结
第三章 小球藻生物油的制备及其摩擦学特性
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料与仪器
        3.2.2 催化液化实验
        3.2.3 液化产物分析方法
        3.2.4 生物油热失重实验
        3.2.5 生物油乳化提质实验
        3.2.6 生物油摩擦学实验
        3.2.7 摩擦表面分析方法
    3.3 生物油的制备及液化产物分析
        3.3.1 液化温度的影响
        3.3.2 液化时间的影响
        3.3.3 料液比的影响
        3.3.4 催化剂的影响
        3.3.5 正交优化结果
        3.3.6 生物油成分表征
        3.3.7 固体残渣物表征
        3.3.8 气体产物表征
    3.4 生物油提质及其摩擦学特性
        3.4.1 生物油的元素组成及热值
        3.4.2 生物油的燃烧性能
        3.4.3 乳化生物油的表征
        3.4.4 乳化生物油的物性
        3.4.5 乳化生物油的摩擦学特性
        3.4.6 摩擦磨损机理分析
    3.5 本章小结
第四章 螺旋藻生物油的制备及其摩擦学特性
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 原料与仪器
        4.2.2 催化剂制备
        4.2.3 催化液化实验
        4.2.4 生物油热失重实验
        4.2.5 生物油催化酯化提质实验
        4.2.6 生物油摩擦学实验
        4.2.7 分析方法
    4.3 生物油的制备及液化产物分析
        4.3.1 催化剂的选择
        4.3.2 催化剂添加量的影响
        4.3.3 螺旋藻及其液化产物分析
    4.4 生物油提质及其摩擦学特性
        4.4.1 生物油燃烧性能
        4.4.2 催化酯化对生物油的影响
        4.4.3 催化酯化生物油物性
        4.4.4 催化酯化生物油的摩擦学特性
        4.4.5 摩擦磨损机理分析
    4.5 本章小结
第五章 小球藻与螺旋藻共液化制备生物油及其摩擦学特性
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 水热催化共液化实验
        5.2.2 超/亚临界醇体系共液化实验
        5.2.3 共液化生物油的分析实验
        5.2.4 四球摩擦磨损实验
    5.3 共液化生物油的制备及液化产物分析
        5.3.1 制备工艺的影响
        5.3.2 生物油的成分与结构分析
        5.3.3 固体残渣物分析
        5.3.4 气体产物分析
    5.4 共液化生物油物性及其摩擦学特性
        5.4.1 生物油物性
        5.4.2 生物油燃烧性能
        5.4.3 生物油摩擦学特性
        5.4.4 摩擦磨损机理分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 创新点
    6.2 主要结论
    6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间其它科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]添加沼液的BG11营养液微藻培养试验[J]. 霍书豪,陈玉碧,刘宇鹏,朱毅,彭高军,董仁杰.  农业工程学报. 2012(08)
[2]生物质气化技术的研究与应用[J]. 杨坤,冯飞,孟华剑,宋小斌,董尊久,陈光猛.  安徽农业科学. 2012(03)
[3]固体超强碱催化乙醇酯化生物油[J]. 徐玉福,胡献国,李川,周士帝,朱锡锋.  太阳能学报. 2011(09)
[4]壳类生物质与煤共液化的研究[J]. 郑志锋,潘晶,黄元波,蒋剑春,戴伟娣.  太阳能学报. 2011(04)
[5]NiMoB/γ-Al-2O3催化生物油加氢提质[J]. 崔洪友,魏书芹,王景华,马成亮,禚淑萍,王丽红,易维明,李志合.  可再生能源. 2011(02)
[6]熔盐热裂解生物质制生物油[J]. 姬登祥,蔡腾跃,艾宁,于凤文,姜洪涛,计建炳.  生物工程学报. 2011(03)
[7]润滑剂中微纳米润滑材料的研究现状[J]. 张博,徐滨士,许一,张保森.  摩擦学学报. 2011(02)
[8]干燥前后稻壳的热解及其动力学特性[J]. 陈登宇,张栋,朱锡锋.  太阳能学报. 2010(10)
[9]基于元素分析的生物质化学组成快速分析方法[J]. 蒋波,张晓东,李岩,孙立,许敏.  化工学报. 2010(06)
[10]棉籽油生物柴油和柴油混合燃料的润滑特性[J]. 汪向阳,陈金思,徐玉福,胡献国,潘丽军,姜绍通.  农业工程学报. 2010(03)

博士论文
[1]生物质选择性热解液化的研究[D]. 陆强.中国科学技术大学 2010
[2]油棕废弃物热解的实验及机理研究[D]. 杨海平.华中科技大学 2005
[3]秸秆热化学液化工艺和机理的研究[D]. 梁凌云.中国农业大学 2005

硕士论文
[1]钛硅分子筛TS-1的制备及催化性能研究[D]. 叶春波.天津大学 2010



本文编号：3084245