陽(yáng)離子交換樹(shù)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(duì)能源和環(huán)保問(wèn)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(zhǎng)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(dòng)植物油脂等可再生資源制得，生物可降解且無(wú)毒。生物柴油的低二氧化碳排放量不會(huì)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(kāi)發(fā)已引起了世界各國(guó)的普遍關(guān)注。
　　本文使用相轉(zhuǎn)化法制備了陽(yáng)

2、離子交換樹(shù)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(lái)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(cè)定(IEC)等方法對(duì)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(shí)驗(yàn)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(jī)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(shuō)明CERP/PVA具有較好的催化活性。重復(fù)試驗(yàn)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(duì)使用該催化膜催化制備生物柴油的反應(yīng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)級(jí)數(shù)為2.25，活化能隨著催化膜用量的增加而不斷降低。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)

4、構(gòu)建的動(dòng)力學(xué)模型可以很好的預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　本文的另一個(gè)工作是制備CERP/聚醚砜(PES)雜化催化膜；對(duì)該催化膜進(jìn)行熱處理以提高其催化性能；對(duì)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(shí)驗(yàn)來(lái)確定不同因素對(duì)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?yàn)椋悍磻?yīng)時(shí)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(dòng)力