生物柴油作為一種綠色、安全、可再生的新型化石燃料替代品而被廣泛使用,但這也造成了其酯交換副產(chǎn)物甘油的大量過(guò)剩,因此甘油的高效利用是近年來(lái)能源及催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前,文獻(xiàn)報(bào)道的甘油轉(zhuǎn)化途徑主要有:脫水、加氫、氧化、酯化和醚化等。碳酸甘油酯是一種優(yōu)良的中間體和溶劑,在涂料、有機(jī)合成、混凝土固化、化妝品、醫(yī)藥制劑等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。利用甘油與碳酸二甲酯在堿性催化劑作用下酯交換制備碳酸甘油酯是一條綠色、環(huán)保、低能耗的反應(yīng)路徑。本文首先以鎂鋁水滑石為前驅(qū)體制備了一系列復(fù)合固體堿催化劑并用于該酯交換反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Mg/Al =2的催化劑具有最好活性,在碳酸二甲酯與甘油的摩爾比為3時(shí),于70 ℃反應(yīng)3 h后,甘油的轉(zhuǎn)化率達(dá)66.9%,碳酸甘油酯選擇性達(dá)97.1%。更為重要的是,這個(gè)催化劑具備特殊的“結(jié)構(gòu)還原”性質(zhì),在循環(huán)使用6次后仍有很好的活性和目的產(chǎn)物選擇性。表征結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同Mg/Al比例可以顯著影響催化劑的晶體形貌、比表面積、堿密度進(jìn)而影響其在反應(yīng)中的活性。在此基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步以鈣鋁石為前驅(qū)體,制備了堿性更強(qiáng)的Ca/Al復(fù)合固體堿催化劑,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):這個(gè)催化劑可以更有效地催化甘油與碳酸二甲酯... 

【文章頁(yè)數(shù)】：132 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 甘油轉(zhuǎn)化的研究背景及意義
        1.1.1 甘油的來(lái)源
        1.1.2 甘油的物理化學(xué)性質(zhì)
    1.2 甘油轉(zhuǎn)化的主要研究方向
        1.2.1 甘油脫水
        1.2.2 甘油氫解
        1.2.3 甘油氧化
        1.2.4 甘油酯化和醚化反應(yīng)
    1.3 以甘油為原料制備大宗化學(xué)品
    1.4 甘油制備碳酸甘油酯
        1.4.1 甘油酯交換反應(yīng)機(jī)理
        1.4.2 甘油酯交換催化劑的研究
        1.4.3 催化劑的重復(fù)使用
    1.5 甘油氫解制備丙二醇的研究進(jìn)展
        1.5.1 貴金屬催化劑
        1.5.2 過(guò)渡金屬催化劑
        1.5.3 銅基催化劑
        1.5.4 甘油催化轉(zhuǎn)移加氫
        1.5.5 甘油氣相氫解
    1.6 甘油向低碳醇轉(zhuǎn)化的探究
    1.7 論文的立題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
        1.7.1 立題依據(jù)
        1.7.2 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 鎂鋁復(fù)合固體堿在甘油酯化反應(yīng)中的應(yīng)用
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 催化劑的制備
        2.2.2 催化劑的活性考評(píng)
        2.2.3 催化劑的表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 催化劑的表征結(jié)果與分析
        2.3.2 Mg/Al復(fù)合固體堿在甘油酯交換反應(yīng)中的活性
    2.4 本章小結(jié)
第三章 鈣鋁復(fù)合固體堿在甘油酯化反應(yīng)中的應(yīng)用
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 催化劑的制備
        3.2.2 催化劑的活性考評(píng)
        3.2.3 催化劑的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 催化劑的表征結(jié)果與分析
        3.3.2 鈣鋁復(fù)合固體堿在甘油酯交換反應(yīng)中的活性
    3.4 本章小結(jié)
第四章 銅-固體堿催化劑在甘油氫解中的應(yīng)用
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 催化劑的制備
        4.2.2 催化劑的活性考評(píng)
        4.2.3 催化劑的表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 催化劑的表征結(jié)果與分析
        4.3.2 Cu_x/Ca_yAlO_(y+1.5)催化劑在甘油氫解反應(yīng)中的活性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 Cu/ZnO催化劑的界面特性對(duì)甘油氫解反應(yīng)的影響
    5.1 前言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 催化劑的制備
        5.2.2 催化劑的活性考評(píng)
        5.2.3 催化劑的表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 催化劑的表征結(jié)果與分析
        5.3.2 Cu/ZnO催化劑在連續(xù)甘油加氫反應(yīng)中的應(yīng)用
    5.4 本章小結(jié)
第六章 甘油氫解合成乙醇
    6.1 前言
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 催化劑的制備
        6.2.2 催化劑的活性考評(píng)
        6.2.3 催化劑的表征
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 催化劑的表征結(jié)果與分析
        6.3.2 還原態(tài)催化劑促進(jìn)甘油氫解合成乙醇
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻博期間發(fā)表或已完成的相關(guān)論文
    學(xué)術(shù)刊物
    專(zhuān)利
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]生物柴油副產(chǎn)甘油利用的新途徑[J]. 錢(qián)伯章,朱建芳.  精細(xì)化工原料及中間體. 2008 (10)



本文編號(hào)：3730381