固体酸SO 4 2- /ZrO 2 和AC-SO 3 H在藻类乙醇热液化中的应用研究
发布时间：2021-10-24 11:39
近年来,能源和环境问题越来越受到重视,随着传统能源急剧减少,环境恶化问题严重,人类面临着开发新能源和改进能源结构的双重任务。当不可再生能源消耗过度时,人类就将目光转移至可再生新能源的开发利用上。生物质能源作为一种可循环利用、不污染环境、原料丰富易得的优质可再生能源,深受全球范围内的广泛关注。在种类繁多的生物质资源中,藻类生物质是一项热点研究课题。这是因为藻类具有储量丰富、生长周期短、易于培养、净化水质和空气等优势,与此同时,藻类作为制备生物质能源的原料具有独特优势。因此,利用藻类生物质获得的燃料也被视为极有发展前景的第三代生物燃料。利用藻类直接液化制备生物燃料可以节约处理原料时消耗的能源,是目前藻类生物质利用的新方法,但直接液化制备的生物油产率低,生物油品质差,难以达到燃料利用的标准。因此,研究者通过引入酸催化剂对藻类液化起到催化效果。传统的液体酸中,以硫酸的催化效果为最佳,但硫酸的缺点是难以循环利用,硫酸对设备具有强腐蚀性并且造成严重的环境污染。本文制备了两种替代硫酸的固体酸SO42-/ZrO2和AC-SO3H,将其分别应用于微藻小球藻和大型藻浒苔的乙醇热液化反应中,研究两种固体酸催...
【文章来源】：中国海洋大学山东省 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
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 引言
1.2 藻类生物质的液化
1.2.1 藻类在液化中的优势
1.2.2 藻类种类对生物油液化的影响
1.2.3 藻类生物质液化的研究现状
1.2.4 藻类生物质液化存在的问题
1.3 固体酸催化剂的介绍
1.3.1 固体酸的分类
1.3.2 常见固体酸的研究现状
1.4 固体酸催化剂在生物质液化中的应用
1.4.1 固体超强酸在生物质液化中应用
1.4.2 分子筛在生物质液化中应用
1.4.3 磺化型固体酸在生物质液化中应用
1.5 选题依据、研究目的和内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究目的
1.5.3 研究内容
第2章 实验部分
2.1 试验药品和仪器
2.2 表征方法
2.2.1 傅立叶红外变换光谱分析(FT-IR)
2.2.2 气相-质谱连用分析(GC-MS)
2.2.3 X射线衍射分析(XRD)
2.2.4 扫描电子电镜分析(SEM)
2.2.5 热值分析
2.2.6 氨气程序升温脱附分析(NH_3-TPD)
2.2.7 差热-热重同步热分析(TG-DTA)
2.3 液化过程
2.3.1 藻类原料来源
2.3.2 固体酸催化剂的制备
2.3.3 藻类乙醇热液化过程
第3章 固体酸催化剂的制备及表征和模型化反应
3.1 引言
3.2 浒苔和小球藻原料基本物化性质分析
3.2.1 工业分析
3.2.2 红外光谱分析
3.2.3 热解分析
3.2.4 形貌分析
3.3 SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸的制备及表征
3.3.1 催化剂的制备方法
3.3.2 催化剂的表征
3.4 AC-SO_3H固体酸的制备及表征
3.4.1 催化剂的制备方法
3.4.2 催化剂的表征
3.5 两种固体酸对酯化反应的催化作用
3.5.1 实验方法
3.5.2 固体酸SO_4~(2-)/ZrO_2和AC-SO_3H在乙酸和乙醇反应中的催化效果
3.6 本章小结
第4章 SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸在藻类乙醇热液化中的应用
4.1 引言
4.2 催化剂制备条件对藻类乙醇热液化的影响
4.2.1 焙烧温度对小球藻、浒苔乙醇热液化的影响
4.2.2 焙烧时间对小球藻、浒苔乙醇热液化的影响
4.3 液化温度对热液化过程的影响
4.3.1 液化温度对小球藻乙醇热液化的影响
4.3.2 液化温度对浒苔乙醇热液化的影响
4.4 催化剂用量对热液化过程的影响
4.4.1 催化剂用量对小球藻乙醇热液化的影响
4.4.2 催化剂用量对浒苔乙醇热液化的影响
4.5 生物油性质分析
4.5.1 FT-IR分析
4.5.2 GC-MS分析
4.6 本章小结
第5章 AC-SO_3H固体酸在藻类乙醇热液化中的应用
5.1 引言
5.2 催化剂制备条件对藻类乙醇热液化的影响
5.2.1 反应温度对小球藻、浒苔乙醇热液化的影响
5.2.2 载体粒度对小球藻、浒苔乙醇热液化的影响
5.3 液化温度对热液化过程的影响
5.3.1 液化温度对小球藻乙醇热液化的影响
5.3.2 液化温度对浒苔乙醇热液化的影响
5.4 催化剂用量对热液化过程的影响
5.4.1 催化剂对用量小球藻乙醇热液化的影响
5.4.2 催化剂用量对浒苔乙醇热液化的影响
5.5 生物油性质分析
5.5.1 FT-IR分析
5.5.2 GC-MS分析
5.6 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
个人简介
论文发表情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]磺化石墨烯固体酸催化剂的制备及活性评价[J]. Dilantha Thushara,潘若飞,贺晓东,魏作君. 工业催化. 2014(09)
[2]藻类生物质水热液化制备生物油的研究进展[J]. 陈裕鹏,黄艳琴,阴秀丽,吴创之. 石油学报(石油加工). 2014(04)
[3]生物质液化[J]. 舟丹. 中外能源. 2014(02)
[4]改性分子筛催化剂对木屑液化效果的实验研究[J]. 王立华,张潇中. 中国科技投资. 2013(20)
[5]碳基固体酸的制备及其应用[J]. 周海斌,何文杰,王林超,陈加棋,季根忠. 化学世界. 2013(05)
[6]亚/超临界乙醇与分子筛催化液化玉米秆的研究[J]. 郑朝阳,解新安,郑璐丝,陶红秀,李雁. 太阳能学报. 2013(04)
[7]固体酸催化剂在酯化反应中的应用[J]. 王静,侯婷. 化学推进剂与高分子材料. 2013(02)
[8]磺化交联壳聚糖树脂固体酸催化剂的制备及表征[J]. 李俊宏,徐玉婷,唐成黎,刘雄,谭芸妃,董立春. 化工学报. 2013(05)
[9]专题一 世界能源格局:四大趋势[J]. 范世涛,赵峥,周键聪. 经济研究参考. 2013(02)
[10]实验条件对活性炭基固体酸催化剂制备的影响[J]. 谢维思,张敏,杨欣,许岩,曲小丹,王珺,马海龙,杨亚提. 广州化工. 2012(22)
硕士论文
[1]磺化介孔碳材料的制备及其应用[D]. 吝佩.陕西师范大学 2011
[2]碳基固体酸催化剂的制备及其应用研究[D]. 李昊.昆明理工大学 2011
[3]滇池蓝藻的热化学转化试验研究[D]. 罗苏鹏.昆明理工大学 2011
[4]固体酸催化葡萄糖转化乙酰丙酸的研究[D]. 隋小玉.华南理工大学 2010
[5]纳米固体超强酸SO4～（2-）/ZrO2的制备、表征及其催化性能研究[D]. 苏艳霞.河北师范大学 2006
本文编号：3455218
【文章来源】：中国海洋大学山东省 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
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 引言
1.2 藻类生物质的液化
1.2.1 藻类在液化中的优势
1.2.2 藻类种类对生物油液化的影响
1.2.3 藻类生物质液化的研究现状
1.2.4 藻类生物质液化存在的问题
1.3 固体酸催化剂的介绍
1.3.1 固体酸的分类
1.3.2 常见固体酸的研究现状
1.4 固体酸催化剂在生物质液化中的应用
1.4.1 固体超强酸在生物质液化中应用
1.4.2 分子筛在生物质液化中应用
1.4.3 磺化型固体酸在生物质液化中应用
1.5 选题依据、研究目的和内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究目的
1.5.3 研究内容
第2章 实验部分
2.1 试验药品和仪器
2.2 表征方法
2.2.1 傅立叶红外变换光谱分析(FT-IR)
2.2.2 气相-质谱连用分析(GC-MS)
2.2.3 X射线衍射分析(XRD)
2.2.4 扫描电子电镜分析(SEM)
2.2.5 热值分析
2.2.6 氨气程序升温脱附分析(NH_3-TPD)
2.2.7 差热-热重同步热分析(TG-DTA)
2.3 液化过程
2.3.1 藻类原料来源
2.3.2 固体酸催化剂的制备
2.3.3 藻类乙醇热液化过程
第3章 固体酸催化剂的制备及表征和模型化反应
3.1 引言
3.2 浒苔和小球藻原料基本物化性质分析
3.2.1 工业分析
3.2.2 红外光谱分析
3.2.3 热解分析
3.2.4 形貌分析
3.3 SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸的制备及表征
3.3.1 催化剂的制备方法
3.3.2 催化剂的表征
3.4 AC-SO_3H固体酸的制备及表征
3.4.1 催化剂的制备方法
3.4.2 催化剂的表征
3.5 两种固体酸对酯化反应的催化作用
3.5.1 实验方法
3.5.2 固体酸SO_4~(2-)/ZrO_2和AC-SO_3H在乙酸和乙醇反应中的催化效果
3.6 本章小结
第4章 SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸在藻类乙醇热液化中的应用
4.1 引言
4.2 催化剂制备条件对藻类乙醇热液化的影响
4.2.1 焙烧温度对小球藻、浒苔乙醇热液化的影响
4.2.2 焙烧时间对小球藻、浒苔乙醇热液化的影响
4.3 液化温度对热液化过程的影响
4.3.1 液化温度对小球藻乙醇热液化的影响
4.3.2 液化温度对浒苔乙醇热液化的影响
4.4 催化剂用量对热液化过程的影响
4.4.1 催化剂用量对小球藻乙醇热液化的影响
4.4.2 催化剂用量对浒苔乙醇热液化的影响
4.5 生物油性质分析
4.5.1 FT-IR分析
4.5.2 GC-MS分析
4.6 本章小结
第5章 AC-SO_3H固体酸在藻类乙醇热液化中的应用
5.1 引言
5.2 催化剂制备条件对藻类乙醇热液化的影响
5.2.1 反应温度对小球藻、浒苔乙醇热液化的影响
5.2.2 载体粒度对小球藻、浒苔乙醇热液化的影响
5.3 液化温度对热液化过程的影响
5.3.1 液化温度对小球藻乙醇热液化的影响
5.3.2 液化温度对浒苔乙醇热液化的影响
5.4 催化剂用量对热液化过程的影响
5.4.1 催化剂对用量小球藻乙醇热液化的影响
5.4.2 催化剂用量对浒苔乙醇热液化的影响
5.5 生物油性质分析
5.5.1 FT-IR分析
5.5.2 GC-MS分析
5.6 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
个人简介
论文发表情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]磺化石墨烯固体酸催化剂的制备及活性评价[J]. Dilantha Thushara,潘若飞,贺晓东,魏作君. 工业催化. 2014(09)
[2]藻类生物质水热液化制备生物油的研究进展[J]. 陈裕鹏,黄艳琴,阴秀丽,吴创之. 石油学报(石油加工). 2014(04)
[3]生物质液化[J]. 舟丹. 中外能源. 2014(02)
[4]改性分子筛催化剂对木屑液化效果的实验研究[J]. 王立华,张潇中. 中国科技投资. 2013(20)
[5]碳基固体酸的制备及其应用[J]. 周海斌,何文杰,王林超,陈加棋,季根忠. 化学世界. 2013(05)
[6]亚/超临界乙醇与分子筛催化液化玉米秆的研究[J]. 郑朝阳,解新安,郑璐丝,陶红秀,李雁. 太阳能学报. 2013(04)
[7]固体酸催化剂在酯化反应中的应用[J]. 王静,侯婷. 化学推进剂与高分子材料. 2013(02)
[8]磺化交联壳聚糖树脂固体酸催化剂的制备及表征[J]. 李俊宏,徐玉婷,唐成黎,刘雄,谭芸妃,董立春. 化工学报. 2013(05)
[9]专题一 世界能源格局:四大趋势[J]. 范世涛,赵峥,周键聪. 经济研究参考. 2013(02)
[10]实验条件对活性炭基固体酸催化剂制备的影响[J]. 谢维思,张敏,杨欣,许岩,曲小丹,王珺,马海龙,杨亚提. 广州化工. 2012(22)
硕士论文
[1]磺化介孔碳材料的制备及其应用[D]. 吝佩.陕西师范大学 2011
[2]碳基固体酸催化剂的制备及其应用研究[D]. 李昊.昆明理工大学 2011
[3]滇池蓝藻的热化学转化试验研究[D]. 罗苏鹏.昆明理工大学 2011
[4]固体酸催化葡萄糖转化乙酰丙酸的研究[D]. 隋小玉.华南理工大学 2010
[5]纳米固体超强酸SO4～（2-）/ZrO2的制备、表征及其催化性能研究[D]. 苏艳霞.河北师范大学 2006
本文编号：3455218
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