生物柴油被證實(shí)可以替代石化柴油直接被發(fā)動(dòng)機(jī)使用,其具有可再生、原材料容易獲得、污染性小等優(yōu)點(diǎn)。目前生物柴油工業(yè)主要將均相堿催化劑用于實(shí)際生產(chǎn),但該過(guò)程會(huì)消耗大量水清洗,并且催化較高酸值的油脂時(shí)容易發(fā)生皂化等不良反應(yīng)。鑭鈣基固體堿催化劑已被證實(shí)具有優(yōu)異的酯交換催化性能、良好的穩(wěn)定性和卓越的耐酸性能,但是其存在制備方法復(fù)雜、制備成本較高、孔結(jié)構(gòu)不發(fā)達(dá)等缺點(diǎn)。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金（51876106）、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018GGX104027）以及山東大學(xué)青年學(xué)者未來(lái)計(jì)劃項(xiàng)目（2015WLJH33）資助下,分別通過(guò)浸漬法和水熱法制備了鑭復(fù)合白云石固體堿和埃洛石納米管負(fù)載鑭鈣固體堿催化劑,并成功利用兩種催化劑生產(chǎn)生物柴油。本文優(yōu)化了催化劑的制備條件,并通過(guò) XRD、XRF、XPS、ATR-FTIR、N2-吸附解吸、CO2-TPD、NH3-TPD、SEM-EDS、Hammett指示劑等系統(tǒng)的表征手段,從微觀的角度解釋了催化劑的催化性能。同時(shí),本文優(yōu)化了鑭鈣固體堿催化劑催化酯交換反應(yīng)的工藝條件,研究了催化劑的循環(huán)利用性能。最后,本文以密度泛函理論為基礎(chǔ),探究了鑭摻雜鈣基固體堿催化劑吸附甲醇和... 

【文章頁(yè)數(shù)】：98 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)說(shuō)明
1 緒論
    1.1 生物柴油的發(fā)展意義與現(xiàn)狀
        1.1.1 發(fā)展意義
        1.1.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.3 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 生物柴油主要制備工藝
        1.2.1 直接混合法
        1.2.2 微乳液法
        1.2.3 高溫裂解法
        1.2.4 酯交換法
    1.3 酯交換催化劑發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 均相酸催化劑
        1.3.2 固體酸催化劑
        1.3.3 均相堿催化劑
        1.3.4 生物酶催化劑
        1.3.5 固體堿催化劑
    1.4 基于DFT的生物柴油催化劑吸附研究現(xiàn)狀
    1.5 主要研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)研究與計(jì)算
    2.1 實(shí)驗(yàn)原材料
    2.2 儀器與設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)與研究
        2.3.1 催化劑制備方法
        2.3.2 酯交換反應(yīng)方法
        2.3.3 生物柴油產(chǎn)率測(cè)定
    2.4 催化劑表征
    2.5 分子模擬計(jì)算方法
        2.5.1 DFT簡(jiǎn)介
        2.5.2 近似方法
    2.6 本章小結(jié)
3 鑭-白云石固體堿催化劑制備及催化酯交換性能研究
    3.1 引言
    3.2 催化劑制備與表征
        3.2.1 催化劑的制備
        3.2.2 催化劑的表征
    3.3 酯交換反應(yīng)與工況參數(shù)優(yōu)化
        3.3.1 酯交換反應(yīng)
        3.3.2 不同因素對(duì)于生物柴油收率的影響
    3.4 催化酯交換反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算
    3.5 催化劑循環(huán)利用性能
    3.6 生物柴油理化指標(biāo)
    3.7 本章小結(jié)
4 埃洛石負(fù)載鑭鈣催化劑制備及催化酯交換性能研究
    4.1 引言
    4.2 催化劑的制備與應(yīng)用
        4.2.1 催化劑的制備
        4.2.2 酯交換反應(yīng)
    4.3 催化劑的表征
    4.4 催化劑性能研究
        4.4.1 不同載體負(fù)載鑭鈣催化劑研究
        4.4.2 鑭添加量的影響
        4.4.3 催化劑的耐酸性能
    4.5 催化劑循環(huán)利用性能
    4.6 生物柴油的理化指標(biāo)
    4.7 本章小結(jié)
5 鑭鈣復(fù)合物固體堿催化酯交換的分子模擬
    5.1 引言
    5.2 計(jì)算方法和模型
    5.3 鑭摻雜前后CaO表面性質(zhì)分析
    5.4 鑭摻雜前后CaO表面甲醇吸附研究
        5.4.1 吸附構(gòu)型、吸附能和解離活化能
        5.4.2 態(tài)密度分析
        5.4.3 電荷布局分析
    5.5 鑭摻雜前后CaO表面乙酸吸附研究
        5.5.1 吸附構(gòu)型和吸附能
        5.5.2 態(tài)密度分析
        5.5.3 電荷布局分析
    5.6 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間主要成果
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Sr摻雜對(duì)CaO（100）表面吸附甲醇影響的分子模擬[J]. 厲志鵬,牛勝利,趙改菊,韓奎華,李英杰,路春美,程屾.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2020(02)
[2]生物燃料的應(yīng)用現(xiàn)狀綜述及展望[J]. 曹其政.  機(jī)電一體化. 2018(Z1)
[3]巴西發(fā)展清潔能源的政策與實(shí)踐[J]. 王磊.  全球科技經(jīng)濟(jì)瞭望. 2017(10)
[4]埃洛石納米管管內(nèi)結(jié)構(gòu)改造及其性能的研究[J]. 馬智,董俊杰,李英乾,朱偉佳,劉煥煥,何康康.  硅酸鹽通報(bào). 2017(08)
[5]固體堿催化制備生物柴油研究進(jìn)展[J]. 李佳琦,陳曉暉,魏可鎂.  工業(yè)催化. 2013(07)
[6]非均相催化劑在制備生物柴油中應(yīng)用[J]. 杜雪麗,谷克仁,馬磊,閆曉松.  糧食與油脂. 2013(07)
[7]MCM-41負(fù)載碳化蔗糖及磷鎢酸非均相催化餐飲廢油制備生物柴油[J]. 馬曉東,李文靜,申?yáng)|美,歐陽(yáng)峰.  中國(guó)油脂. 2013(06)
[8]超聲波浸漬法制備V2O5-WO3/TiO2選擇性催化還原脫硝催化劑[J]. 郭坤,宋存義,常冠欽,張聞濤.  環(huán)境工程. 2013(02)
[9]美國(guó)生物燃料問(wèn)題與趨勢(shì)[J]. 程薇.  石油煉制與化工. 2013(02)
[10]酯交換法制備生物柴油反應(yīng)機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 張萍波,韓秋菊,范明明,楊靜,李斯斯,蔣平平.  石油化工. 2012(09)

博士論文
[1]煤基固體酸的優(yōu)化制備及催化合成生物柴油特性研究[D]. 于賀偉.山東大學(xué) 2019
[2]造紙白泥固體堿催化酯交換生產(chǎn)生物柴油的特性及機(jī)理研究[D]. 李輝.山東大學(xué) 2016

碩士論文
[1]碳基固體酸催化劑的調(diào)控制備及催化酯化生產(chǎn)生物柴油的性能研究[D]. 唐新程.山東大學(xué) 2019
[2]廢棄油脂熱裂解制備高品質(zhì)燃料油的研究[D]. 趙佳平.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2015
[3]非均相堿催化制備生物柴油的研究[D]. 王祎.天津大學(xué) 2013
[4]酯交換法制備生物柴油的工藝條件與基礎(chǔ)物性的研究[D]. 劉文鳳.中國(guó)石油大學(xué) 2008
[5]固體堿催化甲醇與菜籽油酯交換合成生物柴油[D]. 張家仁.華中科技大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3691410