本文關(guān)鍵詞：碳基固體酸催化劑的制備及催化性能評價，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物柴油是一種典型的“綠色可再生能源”,具有優(yōu)越的燃燒性能、無腐蝕性、環(huán)境友好、可以與石化柴油按比例混合使用等特點,是一種優(yōu)質(zhì)的、有發(fā)展前途的石化柴油替代品。酯交換法是目前生產(chǎn)生物柴油的主要方法,在工業(yè)化生產(chǎn)中主要采用的是液體酸、堿催化法,其中酸催化酯交換反應對油脂中的游離脂肪酸含量以及水含量沒有特殊要求,而且生物柴油的產(chǎn)率比較高,但是催化劑腐蝕性強,對設備損害較大,且催化劑不能回收重復利用。 碳基固體酸催化劑是一種新型的催化劑,它作為制備生物柴油的催化劑具有反應活性良好,易于產(chǎn)物分離,對反應設備無腐蝕性且可以循環(huán)使用等優(yōu)點。從生產(chǎn)成本考慮,尋找一種廉價的原料來制備碳基固體酸催化劑對于生物柴油的發(fā)展具有積極意義。 本論文以碳基固體酸催化劑為研究對象,以酯化降酸為目的,研究了不同糖類化合物制備的碳基固體酸催化劑的條件,并對高酸值油脂的降酸效果進行研究。試驗以油酸模擬高酸值油脂,對較優(yōu)制備條件下的碳基固體酸催化劑的降酸性能進行了研究。通過試驗研究,得到以下結(jié)論： (1)以葡萄糖、蔗糖、淀粉為原料,通過與適量的對甲苯磺酸混合,并在適當溫度置于馬弗爐中碳化一定的時間,制得碳基固體酸催化劑。研究結(jié)果表明：P-SO3碳基固體酸催化劑較優(yōu)的制備條件為對甲苯磺酸用量為葡萄糖質(zhì)量的28%、碳化溫度140℃和碳化時間4h；Z-SO3碳基固體酸催化劑較優(yōu)的制備條件為對甲苯磺酸用量為蔗糖質(zhì)量的28%、碳化溫度160℃和碳化時間4h；D-SO3碳基固體酸催化劑最優(yōu)的制備條件為對甲苯磺酸用量為淀粉質(zhì)量的28%、碳化溫度180℃和碳化時間4h。 (2)以淀粉為原料,98%的濃硫酸為磺化試劑,采用先碳化后磺化法,制備碳基固體酸催化劑。結(jié)果表明,H-SO3碳基固體酸催化劑較優(yōu)的制備條件為碳化溫度370℃,磺化溫度150℃,磺化時間4h。 (3)以淀粉為材料通過兩種方式制備的碳基固體酸催化劑,通過其對高酸值油脂酯化反應降酸效果的試驗研究,并利用X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TG)及掃描電子顯微鏡(SEM)對催化劑進行表征。結(jié)果表明,通過碳化磺化同步法的方法制備出來的碳基固體酸催化劑的比表面積大,結(jié)構(gòu)致密。兩種方法制備的碳基固體酸催化劑的上都鍵連了磺酸基團,并且都存在不定形碳結(jié)構(gòu)。通過FT-IR分析,發(fā)現(xiàn)碳基固體酸催化劑都形成了稠環(huán)芳烴結(jié)構(gòu)。對比以淀粉為材料通過不同制備方法制得的兩種碳基固體酸催化劑,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過碳化磺化同步法制備的碳基固體酸催化劑的催化活性較以先碳化再磺化法制備的碳基固體酸催化活性高,并且穩(wěn)定性也高。在酯化降酸反應中,醇油摩爾比8：1,碳基固體酸催化劑用量占油酸質(zhì)量的6%,反應溫度80℃,反應時問4h的條件下,較優(yōu)制備條件下得到的D-S03碳基固體酸催化劑的降酸轉(zhuǎn)化率為89.44%,催化劑重復使用5次后,反應中的油酸轉(zhuǎn)化率仍能達到80%。而較優(yōu)制備條件下得到的H-S03碳基固體酸催化劑的降酸轉(zhuǎn)化率可達到85.75%,使用5次后,反應中油酸的轉(zhuǎn)化率有所下降,但其催化活性可以通過再磺化再生。 碳基固體酸催化劑具有催化活性較高、環(huán)境友好、價格低廉且可回收利用等優(yōu)點,并且表現(xiàn)出較高的催化酯化性能。
【關(guān)鍵詞】：生物柴油 碳基固體酸催化劑 酯化反應 葡萄糖 淀粉
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TE667;TQ426
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-27
• 引言10
• 1.1 生物柴油的特性10-12
• 1.1.1 生物柴油的定義10-11
• 1.1.2 生物柴油的優(yōu)點11-12
• 1.2 生物柴油在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 國外生物柴油的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 我國生物柴油的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 生物柴油的制造方法16-22
• 1.3.1 直接混合法16-17
• 1.3.2 微乳液法17
• 1.3.3 高溫裂解法17-18
• 1.3.4 酯交換法18-22
• 1.3.5 生物柴油制備方法比較22
• 1.4 固體酸催化劑的研究進展22-24
• 1.4.1 陽離子交換樹脂23
• 1.4.2 負載型固體酸23
• 1.4.3 碳基固體酸23-24
• 1.5 課題研究意義24-27
• 1.5.1 課題研究內(nèi)容25-26
• 1.5.2 技術(shù)路線26-27
• 第2章 碳基固體酸催化劑的制備及其催化性能研究27-58
• 2.1 單糖碳基固體酸的制備及催化性能評價28-36
• 2.1.1 試驗材料與方法28-30
• 2.1.2 結(jié)果與分析30-36
• 2.1.3 小結(jié)36
• 2.2 二糖碳基固體酸的制備及催化性能評價36-43
• 2.2.1 試驗材料與方法36-37
• 2.2.2 結(jié)果與分析37-43
• 2.2.3 小結(jié)43
• 2.3 多糖碳基固體酸的制備及催化性能評價43-56
• 2.3.1 試驗材料與方法44-45
• 2.3.2 結(jié)果與分析45-56
• 2.3.3 小結(jié)56
• 2.4 本章小節(jié)56-58
• 第3章 碳基固體酸催化高酸值油脂酯化降酸的研究58-73
• 3.1 碳基材料的選取58-62
• 3.1.1 碳基材料的性質(zhì)58-61
• 3.1.2 碳基固體酸的選取61-62
• 3.2 D-SO_3型碳基固體酸催化高酸值油脂降酸的研究62-67
• 3.2.1 試驗材料與方法62
• 3.2.2 結(jié)果與分析62-67
• 3.2.3 小結(jié)67
• 3.3 H-SO_3型碳基固體酸催化高酸值油脂降酸的研究67-72
• 3.3.1 試驗材料和方法67-68
• 3.3.2 結(jié)果與分析68-72
• 3.3.3 小結(jié)72
• 3.4 本章小結(jié)72-73
• 第4章 結(jié)論與展望73-75
• 4.1 結(jié)論73-74
• 4.2 展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-81
• 附錄81-82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：324432