生物柴油作為一種可再生清潔能源,對解決能源短缺及環(huán)境污染問題有著重要意義。目前油脂的“一步轉(zhuǎn)酯化”制備生物柴油技術(shù)是全球研究的熱點和難點,生產(chǎn)中存在一些亟待解決的問題:高選擇性催化劑制備困難、過程能耗成本高、產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率低、工藝過程污染嚴重。本文采用一種綠色離子液體作為催化劑,通過“一步轉(zhuǎn)酯化”技術(shù)制備生物柴油,重點研究了微波對反應(yīng)過程的強化作用,探索了微波加熱下的酯交換反應(yīng)動力學過程,并對比了微波和常規(guī)加熱方式下生物柴油的收率及能耗。首先測定了原料油的理化性質(zhì),并確定了一個便捷可靠的生物柴油收率計算方法。為了篩選出較為理想的催化劑,對固體酸、改性凹凸棒、自制負載型固體堿及自制3種咪唑類離子液體的催化性能進行了考察。實驗發(fā)現(xiàn),[HSO₃-PMIM]HSO₄及[HSO₃-BMIM]HSO₄具有較好的催化性能,產(chǎn)品收率可達到95%以上。綜合考查催化效果、成本及制備難易程度,選擇[HSO₃-BMIM]HSO₄作為合適的催化劑用于生物柴油的制備。采用[HSO

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 全球能源背景
    1.2 生物柴油
        1.2.1 生物柴油定義
        1.2.2 生物柴油的優(yōu)缺點
        1.2.3 生物柴油在國內(nèi)外的研究進展
    1.3 生物柴油酯交換反應(yīng)機理
        1.3.1 酸催化酯交換反應(yīng)機理
        1.3.2 堿催化酯交換反應(yīng)機理
        1.3.3 酶催化酯交換反應(yīng)機理
        1.3.4 超臨界酯交換反應(yīng)機理
    1.4 催化劑
        1.4.1 催化劑的組成
        1.4.2 酯交換反應(yīng)催化劑的分類
    1.5 微波
        1.5.1 微波簡介
        1.5.2 微波的基本特性與加熱原理
    1.6 課題的提出
    1.7 本文研究內(nèi)容
第2章 制備生物柴油分析方法的確定
    2.1 引言
    2.2 實驗試劑與儀器
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 棕櫚油物性分析
        2.3.1 棕櫚油理化性質(zhì)的測定方法
        2.3.2 棕櫚油理化性質(zhì)測定結(jié)果及分析
        2.3.3 棕櫚油摩爾質(zhì)量的計算
        2.3.4 棕櫚油定性和定量分析
    2.4 生物柴油收率的計算
        2.4.1 生物柴油收率的測定
        2.4.2 色譜法計算收率
    2.5 本章小結(jié)
第3章 催化劑的制備及選取
    3.1 引言
    3.2 棕櫚油的定性分析
    3.3 固體酸及改性凹凸棒催化活性考察實驗
        3.3.1 實驗試劑
        3.3.2 實驗儀器
        3.3.3 實驗裝置及步驟
        3.3.4 實驗結(jié)果與討論
    3.4 負載型固體堿催化劑KOH/分子篩的制備及其催化活性考察實驗
        3.4.1 實驗試劑
        3.4.2 實驗儀器
        3.4.3 負載型固體堿催化劑KOH/分子篩的制備
        3.4.4 負載型固體堿催化劑KOH/分子篩催化活性考察實驗
        3.4.5 實驗結(jié)果與討論
    3.5 離子液體的制備及其催化活性考察實驗
        3.5.1 實驗儀器
        3.5.2 實驗試劑
        3.5.3 離子液體[MIM]HSO₄的制備
        3.5.4 離子液體[HSO₃-PMIM]HSO₄的制備
        3.5.5 離子液體[HSO₃-BMIM]HSO₄的制備
        3.5.6 實驗結(jié)果與討論
    3.6 本章小結(jié)
第4章 微波強化轉(zhuǎn)酯化制備生物柴油
    4.1 引言
    4.2 實驗儀器與試劑
        4.2.1 實驗儀器
        4.2.2 實驗試劑
    4.3 常規(guī)加熱轉(zhuǎn)酯化制備生物柴油
        4.3.1 實驗裝置及步驟
        4.3.2 單因素實驗
        4.3.3 離子液體重復利用性能考察實驗
        4.3.4 響應(yīng)面設(shè)計及分析
    4.4 微波強化轉(zhuǎn)酯化制備生物柴油
        4.4.1 實驗裝置及步驟
        4.4.2 紅外測溫儀校正
        4.4.3 單因素實驗
        4.4.4 響應(yīng)面設(shè)計及分析
        4.4.5 微波加熱下的酯交換反應(yīng)動力學
        4.4.6 微波和常規(guī)加熱制備生物柴油過程對比
    4.5 本章小結(jié)
第5章 微波強化管式反應(yīng)制備生物柴油
    5.1 引言
    5.2 實驗儀器與試劑
        5.2.1 實驗儀器
        5.2.2 實驗試劑
    5.3 實驗裝置及步驟
        5.3.1 實驗裝置
        5.3.2 實驗步驟
    5.4 實驗結(jié)果與討論
        5.4.1 微波功率的影響
        5.4.2 反應(yīng)時間的影響
        5.4.3 醇油摩爾比的影響
        5.4.4 催化劑用量的影響
        5.4.5 微波強化下管式反應(yīng)與釜式反應(yīng)結(jié)果對比
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3827104