菜籽油酯交换多相催化过程研究

摘要

该研究以共沉淀法制备了镁铝复合氧化物催化剂的前驱物.X-射线衍射(XRD)结果表明,沉淀所得催化剂前驱物晶相均一,为层状Mg<,6>Al<,2>(OH)<,16>CO<,3>·4H<,2>O水滑石结构.773K煅烧前驱物得到具有良好酯交换活性的Mg-Al复合氧化物催化剂.利用CO<,2>的程序升温脱附对催化剂的碱性进行了表征,结果表明复合氧化物比单一氧化物具有更强的碱性中心和更多的碱性中心数目,催化剂的催化活性与其碱中心性质直接相关;催化剂活性降低与其碱中心变化相关.煅烧温度对复合氧化物催化剂活性和比表面积有较大的影响.在773-1073K区间,随着煅烧温度的升高,复合氧化物催化剂比表面积降低,导致催化活性下降.利用菜籽油甲酯作为柴油和乙醇、柴油和甲醇体系混溶的增溶剂,结果表明:菜籽油甲酯对柴油-乙醇体系有很好的乳化效果,菜籽油甲酯对柴油-乙醇体系的乳化作用随着温度的升高而增强;5℃以上时,加入的菜籽油甲酯若超过混合液的33.55﹪(wt),则柴油和乙醇可以以任意比例混合;对于甲醇-柴油体系,乳化效果很差,在接近甲醇沸点温度时,甲酯加入量为80﹪以上方可实现乳化.

目录

文摘

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第一章文献综述

1.1生物柴油作替代燃油的意义

1.2生物柴油作为替代燃油的性质及其优点

1.2.1天然油脂的燃烧性能

1.2.2生物柴油的燃烧性能

1.3酯交换过程研究

1.3.1酯交换反应

1.3.2工业常用酯交换工艺

1.3.3酯交换反应催化剂

1.3.4反应机理

1.4复合氧化物催化剂制备

1.4.1水滑石结构

1.4.2水滑石的制备

1.4.3复合氧化物的制备

1.5菜子油甲酯应用

1.6本论文的主要研究内容

第二章实验部分

2.1实验材料及实验仪器

2.1.1实验材料

2.2实验流程

2.3 Mg-Al复合氧化物的制备

2.3.1催化剂制备方法

2.3.2催化剂制备装置

2.4菜籽油精制

2.5酯交换反应实验

2.5.1均相酯交换实验

2.5.2多相酯交换实验

2.6催化剂表征

2.6.1 XRD表征

2.6.2TG分析

2.6.3 BET吸附测定复合氧化物比表面

2.6.4 TPD实验

2.7产品分析

2.7.1色—质联用

2.7.2利用甘油含量测定产品转化率

2.8菜籽油甲酯的乳化特性

2.8.1柴油—乙醇—菜籽油甲酯的三相相图的绘制

2.8.2柴油—甲醇—菜籽油甲酯的三相相图的绘制

第三章实验结果与讨论

3.1催化剂结构与性质分析

3.1.1催化剂母体表征

3.1.2Mg-Al(O)复合氧化物的XRD表征

3.1.3催化剂的酸碱性质

3.2催化剂制备条件选择

3.2.1催化剂Mg/Al的选择

3.2.2催化剂煅烧温度选择

3.3菜籽油酯交换过程研究

3.3.1实验数据可靠性验证

3.3.2实验结果分析方法误差

3.3.3均相酯交换反应制取菜子油甲酯

3.3.4不同因素对多相酯交换反应的影响

3.3.5碱性对催化剂活性的影响

3.3.6Mg-Al复合氧化物催化剂的失活

3.4酯交换产品性质

3.5菜籽油甲酯作为促溶剂应用于燃料油—醇体系

3.5.1柴油-乙醇-甲酯三相体系互溶性研究

3.5.2柴油-甲醇-甲酯三相体系互溶性研究

3.5.3乙醇-柴油-菜籽油甲酯体系与甲醇-柴油-菜籽油甲酯体系的对比

3.5.4汽油、乙醇与菜籽油甲酯的互溶特性研究

第四章结论

参考文献

硕士生期间发表论文情况

附录

致谢