發(fā)布時(shí)間：2020-08-25 10:05

【摘要】：能源是人類社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ),隨著石油、煤炭、天然氣等化石能源的日益消耗,尋求替代資源已成為當(dāng)今世界一個(gè)迫切需要解決的課題。第二代生物燃油通過油脂脫氧制備,主要成分為含8-22碳的烴類化合物,由于其不含氧、熱值高,與車用燃油可以任何比例混合同時(shí)可作為航空燃油的替代品,已成為生物質(zhì)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。目前從油脂出發(fā)制備第二代生物燃油的主流方法為植物油的加氫脫氧,主要存在原料成本高和氫耗大的問題,因此,氫耗小、成本低且具有處理低品位油脂前景的油脂脫羧反應(yīng)備受關(guān)注。 本論文以長鏈脂肪酸及酯為模型物質(zhì),全面開展了模型物質(zhì)非臨氫催化脫羧制備脂肪烴的研究,包括金屬催化劑制備、催化劑活性評(píng)價(jià)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、脫羧工藝條件優(yōu)化等方面。以期制備高效廉價(jià)耐用的脫羧催化劑,揭示催化脫羧反應(yīng)的規(guī)律性,闡述催化脫羧的反應(yīng)機(jī)理,建立高效的長鏈烷烴制備的新方法,推動(dòng)第二代生物燃油低成本、高效率制備的工業(yè)化進(jìn)程。 首先,制備了五種不同的Pt/C催化劑并進(jìn)行了高溫液態(tài)水中硬脂酸脫羧反應(yīng)的活性評(píng)價(jià)�？疾炝似渲袃煞N活性較好的催化劑(Pt/C-H2O2-EG-24h, Pt/C-H2O2-HCHO-2h)催化下不同反應(yīng)時(shí)間、不同催化加量對硬脂酸脫羧的影響。結(jié)果表明：經(jīng)H2O2氧化處理的活性炭比表面積、中孔孔容均大于經(jīng)HNO3氧化處理的活性炭；與HCHO相比,還原劑乙二醇更有助于Pt顆粒在活性炭的分散；還原時(shí)間對催化劑活性也有一定影響。 其次,開展了商品級(jí)Pt/C催化脂肪酸酯脫羧的工藝研究�？荚u(píng)了苯乙腈、水、十二烷、環(huán)己烷、甲醇介質(zhì)下及無介質(zhì)狀態(tài)下,商品級(jí)Pt/C對硬脂酸酯催化脫羧的催化活性；考察了水熱條件下不同脂肪酸酯在Pt/C催化下的催化脫羧的反應(yīng)行為,并將Pt/C應(yīng)用于水熱條件下微藻油脂的催化脫羧。結(jié)果表明：Pt/C與高溫液態(tài)水具有協(xié)同催化作用；酯在水熱條件下先快速水解生成脂肪酸,再進(jìn)行脫羧生成脂肪烴。Pt/C有較好的催化脫氧作用,對微藻油脂直接水熱脫氧有一定的效果。 接著,制備碳納米管負(fù)載Pt催化劑(Pt/MWCNTs),研究了高溫液態(tài)水中Pt/MWCNTs催化硬脂酸脫羧的動(dòng)力學(xué),通過對催化劑反應(yīng)前后的一系列表征獲得催化劑的結(jié)構(gòu)信息,并考察了不同碳鏈長度對飽和脂肪酸脫羧的影響。結(jié)果表明：Pt/MWCNTs催化硬脂酸脫羧生成十七烷的選擇性為97%；此反應(yīng)為擬一級(jí)反應(yīng),表觀活化能為114kJ/mol; C12-C22的脂肪酸在Pt/MWCNTs催化下脫羧生成相應(yīng)的脂肪烴,選擇性隨碳鏈長度的不同有所變化。 最后,選取硬脂酸作為模型物質(zhì),考評(píng)了Ni、Cu、Mg等各類非貴金屬催化劑在無介質(zhì)狀態(tài)下催化硬脂酸脫羧的催化性能,并初步探究了載體、非貴金屬種類、金屬價(jià)態(tài)、反應(yīng)介質(zhì)、非貴金屬負(fù)載量對催化劑活性的影響。結(jié)果表明：與Cu、Mg相比,非貴金屬Ni有較好的催化脫羧活性；相比水熱條件,Ni/C催化劑在無介質(zhì)狀態(tài)下顯示出更好的催化活性。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TK6;TQ203.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 龔艷;林鹿;孫勇;龐春生;;脫羧反應(yīng)途徑及其機(jī)制的研究進(jìn)展[J];化學(xué)與生物工程;2008年04期

2 熊良軍;李為民;;第二代生物柴油研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2010年05期

3 蔣劍春;生物質(zhì)能源應(yīng)用研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J];林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè);2002年02期

4 馮超;劉賽文;彭圣明;易兵;鄧國軍;;基于脫羧法的C—C鍵生成反應(yīng)[J];化學(xué)進(jìn)展;2010年07期

5 夏青天;脫羧反應(yīng)的歷程及其應(yīng)用[J];黔南民族師范學(xué)院學(xué)報(bào);2004年06期

6 鄧勇;房俊民;陳方;陳云偉;王春明;;生物燃料最新發(fā)展態(tài)勢分析[J];中國生物工程雜志;2008年08期

7 趙檀;張麗;馮成江;張國甲;;第二代生物柴油的研究現(xiàn)狀與展望[J];現(xiàn)代化工;2011年05期

8 程曉紅，劉復(fù)初;脫羧反應(yīng)研究進(jìn)展[J];云南化工;1995年03期

本文編號(hào)：2803566