陽離子交換樹脂(CERP)-聚乙烯醇(PVA)雜化膜催化制備生物柴油.pdf

1、化石燃料燃燒導(dǎo)致廢氣大量排放，引起人類對能源和環(huán)保問題廣泛關(guān)注。作為一種可再生的環(huán)保燃料，生物柴油得到了極大的關(guān)注。生物柴油是非石油基的清潔新型燃料，主要成分為長鏈游離脂肪酸同低分子量醇經(jīng)酯化或酯交換反應(yīng)形成的酯類化合物。生物柴油由動植物油脂等可再生資源制得，生物可降解且無毒。生物柴油的低二氧化碳排放量不會導(dǎo)致溫室效應(yīng)，所以被稱為環(huán)境友好生物燃料。因此，生物柴油的研制與開發(fā)已引起了世界各國的普遍關(guān)注。
　　本文使用相轉(zhuǎn)化法制備了陽

2、離子交換樹脂(CERP)/聚乙烯醇(PVA)雜化催化膜作非均相催化劑催化酸化油(來自于廢棄食用油)與甲醇的酯化反應(yīng)制備生物柴油；將制得的催化膜在不同的溫度下進(jìn)行熱處理以提高其催化活性和催化穩(wěn)定性；使用掃描電鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、熱重分析(TGA)和離子交換容量測定(IEC)等方法對制得的催化膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征；使用不同溫度處理的催化膜進(jìn)行催化酯化反應(yīng)以確定最佳熱處理溫度和反應(yīng)條件。實驗結(jié)果表明：373 K熱處理的膜具有最

3、高的催化活性，在醇油質(zhì)量比為2.5∶1,催化膜用量5 g,反應(yīng)溫度337±0.5 K,機械攪拌速率480 rpm的最佳反應(yīng)條件下反應(yīng)8 h，酯化轉(zhuǎn)化率可達(dá)到97.5％，這說明CERP/PVA具有較好的催化活性。重復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)：373 K熱處理的膜也具有最佳的重復(fù)利用性能，連續(xù)反應(yīng)第六次轉(zhuǎn)化率依然可以達(dá)到85%以上。對使用該催化膜催化制備生物柴油的反應(yīng)進(jìn)行動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)級數(shù)為2.25，活化能隨著催化膜用量的增加而不斷降低。驗證實驗發(fā)現(xiàn)

4、構(gòu)建的動力學(xué)模型可以很好的預(yù)測實驗結(jié)果。
　　本文的另一個工作是制備CERP/聚醚砜(PES)雜化催化膜；對該催化膜進(jìn)行熱處理以提高其催化性能；對該催化膜進(jìn)行表征以考察催化膜結(jié)構(gòu)與其催化活性的關(guān)系；使用該催化膜進(jìn)行催化酯化反應(yīng)，使用正交實驗來確定不同因素對反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響。結(jié)果表明影響反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的因素順序為：反應(yīng)時間>催化膜用量>醇油質(zhì)量比>反應(yīng)溫度。此外，本文還構(gòu)建了該催化膜催化酸化油分別與甲醇、乙醇、丙醇和丁醇反應(yīng)的假均相動力