硅镁吸附材料的制备及其在生物柴油精制过程中的应用

摘要

本论文在实验室工作基础上以泡花碱和氯化镁为原料在非水热条件下合成了硅镁胶。以二甲基乙酰胺（DMAC）为溶剂，聚醚砜（PES）为基质材料，商品六硅酸镁为功能颗粒，制备了六硅酸镁/聚醚砜膜吸附剂。采用扫描电镜分析（SEM）、傅立叶红外光谱分析（FT-IR）、差热-热重分析（TG-DTA）和X射线粉末衍射分析（XRD）等现代分析手段对商品六硅酸镁、硅镁胶以及六硅酸镁/聚醚砜膜吸附剂进行了表征。研究了这三种吸附剂对生物柴油中游离脂肪酸的吸附性能和六硅酸镁对生物柴油的脱色性能。考察了吸附时间、吸附剂投加质量及吸附温度等多项不同因素对吸附性能和脱色性能的影响。
　　表征结果表明，商品六硅酸镁和硅镁胶的热稳定性都较好，均以无定形非晶体状态存在。在六硅酸镁/聚醚砜膜中，六硅酸镁较均匀地分散在聚醚砜基质中。
　　研究了实验所用生物柴油的稳定性。结果表明，所用生物柴油的稳定性较差，酸值随着时间的延长而不断增大。130天后生物柴油的酸值达到了8.87mgKOH/g，严重超出了生物柴油的标准值。考察了不同种类吸附剂对生物柴油中游离脂肪酸的单位吸附量，发现硅酸镁吸附剂的单位吸附量远远超过活性炭和二氧化硅等吸附剂。其中商品六硅酸镁、水热2:1硅镁胶和非水热4.5:1硅镁胶的单位吸附量较大，分别可以达到359mg/g、367mg/g和426mg/g。
　　六硅酸镁、硅镁胶和六硅酸镁/聚醚砜膜三种吸附剂对生物柴油中游离脂肪酸的吸附实验结果表明，六硅酸镁的最佳吸附条件是：焙烧温度为450℃，焙烧时间为4h，吸附时间为6h，吸附剂投加质量为0.50g，吸附温度为25℃。六硅酸镁的最大吸附量可达到360mg/g，等温吸附过程符合Langmuir吸附等温式。硅镁胶的最佳吸附条件是：吸附时间为5 h，吸附剂投加质量为0.50g，吸附温度为25℃。硅镁胶的最大吸附量可达到470mg/g，比商品六硅酸镁高，等温吸附过程更符合 Freundlich吸附等温式。六硅酸镁/聚醚砜膜的最佳吸附条件是：吸附时间为5h，膜投加质量为0.50g，膜边长为0.5cm，吸附温度为25℃。在六硅酸镁/聚醚砜膜中六硅酸镁的最大吸附量为305mg/g，比六硅酸镁颗粒单独吸附时略低，但在吸附过程中减少了真空抽滤的步骤，大大简化了工艺，降低了成本。
　　六硅酸镁对生物柴油脱色实验表明，最佳脱色条件是：焙烧温度为450℃，焙烧时间为4h，脱色时间为70min，投加质量为0.50g，脱色温度为25℃。脱色率可以达到7.5％。生物柴油经过六硅酸镁脱色后，基本可以消除生物柴油令人不愉快的气味。
　　上述研究表明，六硅酸镁、硅镁胶和六硅酸镁/聚醚砜膜三种吸附剂对生物柴油中游离脂肪酸具有较好的吸附性能，对降低生物柴油酸值和淡化生物柴油色泽具有一定的效果。

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0前言

1文献综述

1.1生物柴油的定义和特点

1.2生物柴油的原料[14]

1.3生物柴油的制备

1.4生物柴油的纯化

1.5生物柴油的脱色

1.6硅镁吸附材料

1.7本论文的研究内容

2生物柴油的稳定性及吸附剂种类的选择

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4本章小结

3六硅酸镁对生物柴油中游离脂肪酸的吸附

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果讨论

3.4本章小结

4硅镁胶对生物柴油中游离脂肪酸的吸附

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4本章小结

5六硅酸镁/聚醚砜膜吸附剂对生物柴油中游离脂肪酸的吸附

5.1引言

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.4本章小结

6六硅酸镁对生物柴油的脱色性能

6.1引言

6.2实验部分

6.3结果与讨论

6.4本章小结

7结论

参考文献

致谢

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