磁性材料功能化及其催化生物质基酯类燃料的合成研究
发布时间：2024-02-27 01:16
对不可再生的化石资源过度开采所带来的经济和环保问题,正推动着学术界和商业界研究以满足全球人口迅速增长需求的可持续燃料生产工艺。于此,利用储量巨大、可再生的生物质资源经由绿色精炼工艺制备可混合/替代传统柴油的高品质运输燃料提供了一种最易实现且低成本的解决方案。当前,高效利用生物质资源中的非食用油脂、糖类制备生物柴油、乙酰丙酸酯类等生物质基酯类燃料引起了广大研究人员的兴趣。围绕“固/液体生物质的资源化有效利用”和“功能化磁性材料催化体系的针对性构建”这两大关键问题,本研究以定向催化制备生物柴油和乙酰丙酸甲酯、构筑高效功能化磁性材料催化体系、丰富磁性多功能材料的制备和修饰为目标,开展了生物质非食用油脂、六碳糖葡萄糖的催化转化研究,并且探明了多种靶标性功能化磁性材料(如酸,碱,亲水/疏水性)的制备策略,阐述了磁性催化材料在反应中的“构效关系”,研究了反应的动力学及催化剂稳定性。取得了如下主要结果:(1)采用两种不同的制备方法(共沉淀P和溶剂热S)设计合成了无孔的磺化磁性核壳纳米微球材料,即Fe3O4@SiO2-SO3<...
【文章页数】：184 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 生物柴油的概述
1.1.1 生物柴油的简介及特性
1.1.2 生物柴油的国内外研究现状
1.1.3 生物柴油的发展意义
1.2 生物柴油的制备
1.2.1 生物柴油的原料选择
1.2.2 生物柴油的制备方法对比
1.3 异相化学法制备生物柴油的研究进展
1.3.1 金属氧化物类
1.3.2 磺酸基固体酸
1.3.3 离子液体
1.3.4 功能化聚合物
1.3.5 功能化磁性催化剂
1.4 催化糖类制备乙酰丙酸酯类的研究进展
1.5 小结及展望
1.6 研究目的与研究内容
第二章 磺化磁性核壳纳米微球的可控制备及其在催化制备生物柴油中的应用
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 主要设备和仪器
2.2.2 主要试剂
2.2.3 催化剂的制备
2.2.4 催化剂表征技术
2.3 催化剂的物化性质与结构表征
2.4 催化活性探讨
2.4.1 不同催化剂活性初筛
2.4.2 Fe3O4@SiO2-SO3H(S)催化油酸与甲醇酯化反应的条件优化
2.4.3 反应的动力学研究
2.4.4 催化剂的重复使用性探讨
2.4.5 催化剂的普适性实验研究
2.5 本章小结
第三章 酸性离子液体功能化磁性核壳纳米球“一锅法”催化黄山栾原油制备生物柴油
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要设备和仪器
3.2.2 主要试剂
3.2.3 黄山栾原油的提取
3.2.4 催化剂的制备
3.2.5 催化剂表征技术
3.2.6 酸性IL-Fe3O4@SiO2“一锅法”催化黄山栾原油合成生物柴油
3.2.7 黄山栾生物柴油的燃油性能测试
3.3 催化剂的物化性质与结构表征
3.4 催化黄山栾原油制备生物柴油
3.4.1 不同催化剂的影响
3.4.2 正交实验结果
3.4.3 反应条件对生物柴油的影响
3.4.4 酯交换反应动力学研究
3.4.5 重复使用性探讨
3.4.6 黄山栾生物柴油的燃油性能测试
3.5 本章小结
第四章 碱性聚离子液体功能化磁性核壳多孔材料直接催化低酸值梧桐原油制备生物柴油
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要设备和仪器
4.2.2 主要试剂
4.2.3 梧桐原油的提取
4.2.4 催化剂的制备
4.2.5 催化剂表征技术
4.2.6 FnmS-PIL直接催化梧桐原油合成生物柴油
4.2.7 梧桐生物柴油的燃油性能测试
4.3 催化剂的物化性质与结构表征
4.4 FnmS-PIL直接催化梧桐油酯交换反应
4.4.1 不同催化剂和短链醇的影响
4.4.2 反应条件对生物柴油的影响
4.4.3 酯交换反应动力学研究
4.4.4 重复使用性和反应机理研究
4.4.5 梧桐生物柴油的燃油性能测试
4.5 本章小结
第五章 含疏水调节器酸性聚离子液体功能化磁性核壳多孔材料的制备及其催化制备生物柴油
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 主要设备和仪器
5.2.2 主要试剂
5.2.3 催化剂的制备
5.2.4 催化剂表征技术
5.2.5 生物柴油制备和检测
5.2.6 千金子生物柴油的燃油性能测试
5.3 催化剂的物化性质与结构表征
5.4 催化油酸酯化制备生物柴油
5.4.1 不同催化剂的影响
5.4.2 响应曲面(RSM)法优化油酸酯化反应条件
5.4.3 FnmS-PIL(1a,C8)催化油酸酯化反应动力学
5.5 催化千金子油制备生物柴油
5.6 重复使用性及反应机理探讨
5.7 千金子生物柴油的燃油性能测试
5.8 本章小结
第六章 Br?nsted-Lewis双酸性PIL功能化磁性核壳多孔球的制备及共溶剂协同作用催化制备生物柴油
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 主要设备和仪器
6.2.2 主要试剂
6.2.3 催化剂的制备
6.2.4 催化剂表征技术
6.2.5 生物柴油制备和检测
6.2.6 催化葡萄糖制备乙酰丙酸甲酯
6.3 催化剂的物化性质与结构表征
6.4 催化千金子油制备生物柴油
6.4.1 不同催化剂及共溶剂的影响
6.4.2 反应条件的影响
6.4.3 FnmS-PIL(1)催化的反应动力学
6.4.4 重复使用性研究
6.4.5 FnmS-PIL(1)催化葡萄糖制备ML探讨
6.5 本章小结
第七章 低成本、易制备的磁性蒙脱石双功能固体酸催化剂的制备及其催化制备生物柴油和ML
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 主要设备和仪器
7.2.2 主要试剂
7.2.3 催化剂的制备
7.2.4 催化剂表征技术
7.2.5 生物柴油制备和检测
7.2.6 催化葡萄糖制备乙酰丙酸甲酯
7.3 催化剂的物化性质与结构表征
7.4 催化麻疯树油制备生物柴油
7.4.1 不同催化剂及共溶剂的影响
7.4.2 RSM优化反应条件
7.4.3 重复使用性研究
7.4.4 Fe-Sn-S-MMT催化葡萄糖制备ML探讨
7.5 本章小结
第八章 总结与展望
8.1 主要结论
8.2 存在不足及未来展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3912151
【文章页数】：184 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 生物柴油的概述
1.1.1 生物柴油的简介及特性
1.1.2 生物柴油的国内外研究现状
1.1.3 生物柴油的发展意义
1.2 生物柴油的制备
1.2.1 生物柴油的原料选择
1.2.2 生物柴油的制备方法对比
1.3 异相化学法制备生物柴油的研究进展
1.3.1 金属氧化物类
1.3.2 磺酸基固体酸
1.3.3 离子液体
1.3.4 功能化聚合物
1.3.5 功能化磁性催化剂
1.4 催化糖类制备乙酰丙酸酯类的研究进展
1.5 小结及展望
1.6 研究目的与研究内容
第二章 磺化磁性核壳纳米微球的可控制备及其在催化制备生物柴油中的应用
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 主要设备和仪器
2.2.2 主要试剂
2.2.3 催化剂的制备
2.2.4 催化剂表征技术
2.3 催化剂的物化性质与结构表征
2.4 催化活性探讨
2.4.1 不同催化剂活性初筛
2.4.2 Fe3O4@SiO2-SO3H(S)催化油酸与甲醇酯化反应的条件优化
2.4.3 反应的动力学研究
2.4.4 催化剂的重复使用性探讨
2.4.5 催化剂的普适性实验研究
2.5 本章小结
第三章 酸性离子液体功能化磁性核壳纳米球“一锅法”催化黄山栾原油制备生物柴油
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要设备和仪器
3.2.2 主要试剂
3.2.3 黄山栾原油的提取
3.2.4 催化剂的制备
3.2.5 催化剂表征技术
3.2.6 酸性IL-Fe3O4@SiO2“一锅法”催化黄山栾原油合成生物柴油
3.2.7 黄山栾生物柴油的燃油性能测试
3.3 催化剂的物化性质与结构表征
3.4 催化黄山栾原油制备生物柴油
3.4.1 不同催化剂的影响
3.4.2 正交实验结果
3.4.3 反应条件对生物柴油的影响
3.4.4 酯交换反应动力学研究
3.4.5 重复使用性探讨
3.4.6 黄山栾生物柴油的燃油性能测试
3.5 本章小结
第四章 碱性聚离子液体功能化磁性核壳多孔材料直接催化低酸值梧桐原油制备生物柴油
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要设备和仪器
4.2.2 主要试剂
4.2.3 梧桐原油的提取
4.2.4 催化剂的制备
4.2.5 催化剂表征技术
4.2.6 FnmS-PIL直接催化梧桐原油合成生物柴油
4.2.7 梧桐生物柴油的燃油性能测试
4.3 催化剂的物化性质与结构表征
4.4 FnmS-PIL直接催化梧桐油酯交换反应
4.4.1 不同催化剂和短链醇的影响
4.4.2 反应条件对生物柴油的影响
4.4.3 酯交换反应动力学研究
4.4.4 重复使用性和反应机理研究
4.4.5 梧桐生物柴油的燃油性能测试
4.5 本章小结
第五章 含疏水调节器酸性聚离子液体功能化磁性核壳多孔材料的制备及其催化制备生物柴油
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 主要设备和仪器
5.2.2 主要试剂
5.2.3 催化剂的制备
5.2.4 催化剂表征技术
5.2.5 生物柴油制备和检测
5.2.6 千金子生物柴油的燃油性能测试
5.3 催化剂的物化性质与结构表征
5.4 催化油酸酯化制备生物柴油
5.4.1 不同催化剂的影响
5.4.2 响应曲面(RSM)法优化油酸酯化反应条件
5.4.3 FnmS-PIL(1a,C8)催化油酸酯化反应动力学
5.5 催化千金子油制备生物柴油
5.6 重复使用性及反应机理探讨
5.7 千金子生物柴油的燃油性能测试
5.8 本章小结
第六章 Br?nsted-Lewis双酸性PIL功能化磁性核壳多孔球的制备及共溶剂协同作用催化制备生物柴油
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 主要设备和仪器
6.2.2 主要试剂
6.2.3 催化剂的制备
6.2.4 催化剂表征技术
6.2.5 生物柴油制备和检测
6.2.6 催化葡萄糖制备乙酰丙酸甲酯
6.3 催化剂的物化性质与结构表征
6.4 催化千金子油制备生物柴油
6.4.1 不同催化剂及共溶剂的影响
6.4.2 反应条件的影响
6.4.3 FnmS-PIL(1)催化的反应动力学
6.4.4 重复使用性研究
6.4.5 FnmS-PIL(1)催化葡萄糖制备ML探讨
6.5 本章小结
第七章 低成本、易制备的磁性蒙脱石双功能固体酸催化剂的制备及其催化制备生物柴油和ML
7.1 引言
7.2 实验部分
7.2.1 主要设备和仪器
7.2.2 主要试剂
7.2.3 催化剂的制备
7.2.4 催化剂表征技术
7.2.5 生物柴油制备和检测
7.2.6 催化葡萄糖制备乙酰丙酸甲酯
7.3 催化剂的物化性质与结构表征
7.4 催化麻疯树油制备生物柴油
7.4.1 不同催化剂及共溶剂的影响
7.4.2 RSM优化反应条件
7.4.3 重复使用性研究
7.4.4 Fe-Sn-S-MMT催化葡萄糖制备ML探讨
7.5 本章小结
第八章 总结与展望
8.1 主要结论
8.2 存在不足及未来展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3912151
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