固定化脂肪酶催化制备生物柴油

利用自制的酶柱反应器,通过改变反应液流量、溶剂的种类、反应时间以及水含量等参数,考察了大豆油和甲醇在固定化脂肪酶(Cand ida sp.99-125)催化下进行酯交换反应制备生物柴油的工艺条件,并用气相色谱对产物进行了分析。实验结果表明,反应液流量和水含量对转化率影响比较大,转化率随反应液流量的增加出现先增后减的趋势,采用正己烷为溶剂要优于其它溶剂。当以固定化的脂肪酶为催化剂、正己烷为溶剂、n(大豆油)∶n(甲醇)=1∶3、m(大豆油)∶m(水)=5∶1、反应时间为24h、反应液流量1.2mL/m in时,产物中主要脂肪酸甲酯的质量分数可以达到91.87%。     

K_2O/Na_2O-SBA-15催化大豆油合成生物柴油工艺条件优化

采用浸渍法制备出负载型固体碱催化剂K2O/Na2O-SBA-15,以其催化大豆油和无水甲醇进行酯交换反应,考察了反应条件对生物柴油收率的影响。结果表明,在K2O,Na2O负载量均为3%(摩尔分数),催化剂用量(占原料油的质量分数)为3%,甲醇与大豆油的摩尔比为12,反应温度为65℃,反应时间为3 h的优化条件下,生物柴油收率可达92.65%。     

Cu-Al交联黏土催化剂的制备及其苯直接羟基化的催化性能

通过直接向稀释的黏土悬浮液中引入Cu-Al交联剂,制备了不同n(Cu)/n(Cu+Al)的Cu-Al交联黏土催化剂。运用XRD、BET、FT-IR、TG、H₂-TPR、SEM等手段表征所制备的Cu-Al交联黏土催化剂,并将其用于催化苯- H₂O₂直接羟基化制备苯酚反应中,考察了溶剂种类、反应时间、反应温度、催化剂用量、n(H₂O₂)/n(benzene)对催化剂活性的影响。结果表明,Cu-Al交联黏土催化剂在苯直接羟基化反应中具有良好的催化活性,在最佳反应条件下可使苯转化率达64.2%,苯酚选择性达85.1%,苯酚收率达54.6%,优于其他含铜催化剂的催化效果。     

Cu-Al交联黏土催化剂的制备及其苯直接羟基化催化性能

通过直接向稀释的黏土悬浮液中引入Cu-Al交联剂,制备了不同n(Cu)/n(Cu+Al)的Cu-Al交联黏土催化剂。运用XRD、BET、FT-IR、TG、H2-TPR、SEM等手段表征所制备的Cu-Al交联黏土催化剂,并将其用于催化苯-H2O2直接羟基化制备苯酚反应中,考察了溶剂种类、反应时间、反应温度、催化剂用量、n(H2O2)/n(Benzene)对催化剂活性的影响。结果表明,Cu-Al交联黏土催化剂在苯直接羟基化反应中具有良好的催化活性,在最佳反应条件下可使苯转化率达64.2%,苯酚选择性达85.1%,苯酚收率达54.6%,优于其他含铜催化剂的催化效果。     

聚乙烯醇基质球状疏水吸附树脂的制备及表征

以聚乙烯醇(PVA)为原料,甲醛作交联剂,采用悬浮聚合法制备了球状交联PVA颗粒。并对水溶液中PVA含量、表面活性剂种类、反应温度等影响因素进行了考察,最佳工艺条件为:PVA质量分数15%,表面活性剂V(Span-80):m(油酸钠)为2 mL/g,在88～92℃进行悬浮聚合。以球状交联PVA颗粒为基质,用醇钠溶液预处理后,通过Williamson醚化反应制备了球状疏水吸附树脂,最佳醚化反应条件为:醇钠溶液浓度2.0 mol/L,NaOH浓度4mol/L,醚化温度50～60℃。     

3D打印聚乳酸膜及其油-水分离性能

采用3D(3-Dimension)打印技术制备了具有规则孔道结构且孔径可控的多孔聚乳酸(PLA)膜,然后以聚乙烯醇(PVA)为表面改性剂,利用氢键交联作用制备了PVA/PLA复合膜。当PLA膜基底填充率为70%时制备的PVA/PLA-70%复合膜的水下油接触角为165.9°,具有超疏油特性。在使用微量水润湿油-水分离膜条件下,PVA/PLA-70%复合膜的油-水分离实验结果表明：PVA/PLA-70%复合膜的油-水分离效率大于99%、水通量高达73.12 L/(m²·s);油-水分离循环使用80次后,分离效率仍大于97%,且水通量稳定在56.10 L/(m²·s),PVA改性PLA膜具有良好的循环稳定性。利用3D打印技术为制备可生物降解的油-水分离膜提供了新的研究方法。     

超临界酯交换法制备生物柴油的研究

综述了超临界酯交换法制备生物柴油的反应机理及动力学、影响因素、生产工艺及与其他酯交换法的比较，其中影响因索包括反应温度、醇油比、反应压力、反应时间、游离脂肪酸、水、原料油、醇和共溶剂。并重点对这些影响因素进行分析比较，结果表明，反应温度选择350℃；醇油比通常取42：1；当温度在280—295℃时，反应压力对转化率影响不大，温度350℃时，反应压力对转化率影响较大；反应时间30min，原料油中含游离脂肪酸和水对转化率影响均不大；原料油中不饱和度高的组分反应速度快于饱和度高的组分；在超临界区烃链越短的醇反应速度越快；加入共溶剂可降低反应苛刻度。与其他酯交换法相比，超临界酯交换法具有反应速度快、不需催化剂、成本低和环境友好等特点。     

KF/锌铝水滑石的制备及其催化大豆油酯交换反应的性能

通过浸渍法制备了KF/锌铝水滑石固体碱催化剂,通过XRD、TG-DSC和氮气吸附-脱附等方法对催化剂进行了表征,考察了催化剂的制备条件,并将其用于催化大豆油与甲醇酯交换制备生物柴油的反应。实验结果表明,KF负载量为85%(w)、在500℃下焙烧3 h时制备的KF/锌铝水滑石催化剂对大豆油酯交换反应表现出良好的活性,当大豆油与甲醇的摩尔比为12∶1、催化剂用量为3%(相对于大豆油的质量)、在65℃下回流3 h时,大豆油的转化率可达到85.94%。表征结果显示,KF/锌铝水滑石催化剂的活性与KF和水滑石在高温煅烧时相互作用形成的新晶相K_3Al F_6和KOH有关。     

新型碱性离子液体的合成及其在催化制备生物柴油中的应用

通过两步反应合成了咪唑阴离子型碱性离子液体1 丁基 3 甲基咪唑咪唑盐［Bmim］Im,经1H NMR、13C NMR和FT IR分析确认了产物结构。利用L9正交表,选取3水平4因素对［Bmim］Im催化大豆油制备生物柴油的催化性能进行正交试验,分别考察了催化剂用量、醇/油摩尔比、反应温度和反应时间对生物柴油产率的影响。结果表明,［Bmim］Im对大豆油与甲醇的酯交换反应具有较高的催化活性,在60℃下,［Bmim］Im用量为原料油的6%时,反应15 min后生物柴油产率即可高达9417%;［Bmim］Im催化制备生物柴油的最佳工艺条件为：催化剂质量分数8%,醇/油摩尔比6,反应时间60 min,反应温度60℃,在此条件下,生物柴油的产率可达9576%。该催化剂稳定性良好,可循环利用。     

多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联聚乙烯醇乳胶

为了制备环保型水性乳胶 ,采用正交实验法 ,以压缩剪切强度为考核指标 ,研究了多亚甲基多苯基多异氰酸酯 (PAPI)交联聚乙烯醇 (PVA)胶水的反应。在表面活性剂OP 10作用下 ,在水基中用少量交联剂PAPI与PVA进行反应 ,制得了稳定的单组分白色乳胶。适宜反应条件为 :PVA的质量浓度 0 .13g/mL、PAPI的体积分数 0 .6 %、交联反应时间 75min、交联反应温度 2 0～ 30℃ ,粘合木材后的压缩剪切强度达 6 .6 2MPa。     

固体碱SrO—La2O3催化大豆油合成生物柴油

采用共沉淀法制备了SrO—La2O3复合氧化物固体碱催化剂,用于催化大豆油与甲醇的酯交换反应,并考察了催化剂制备方法及制备条件对大豆油转化率的影响。结果表明,采用共沉淀法、以氨水为沉淀剂,催化剂中Sr与La摩尔比1．5：1,催化剂焙烧温度973K条件下显示出固体碱催化剂的最佳催化活性和稳定性。考察了酯交换反应条件对大豆油转化率的影响,结果表明,在甲醇沸点温度下,醇油摩尔比15：1、催化剂用量占反应物总量3％、反应时间4h的最佳条件下,大豆油转化率最高达92．63％。考察了SrO—La2O3固体碱催化剂重复使用性能,结果表明,当催化剂重复使用3次后,再用773K温度活化2h后,催化剂活性仍保持90％以上,经5次重复利用后大豆油转化率仍能保持在90％左右。     

Fabrication of high-performance PVA/PAN composite pervaporation membranes crosslinked by PMDA for wastewater desalination

The pyromellitic dianhydride(PMDA) crosslinked poly(vinyl alcohol)(PVA) was coated on top of the PAN ultrafiltration membrane to form a PVA/PAN composite PV membranes for wastewater desalination. The composite membranes have high application value in industrial wastewater treatment. By varying the membrane fabrication parameters including the weight percent(wt%) of the PMDA, the crosslink temperature and duration, membrane with the best desalination performance was obtained. The composite membrane with a 2-lm-thick PVA selective layer containing 20 wt% of PMDA and being crosslinked at 100 °C for 2 h showed the highest Na Cl rejection of 99.98% with a water flux of 32.26 L/(m~2 h)at 70 °C using the 35,000 ppm Na Cl aqueous solution as feed. FTIR spectroscopy, wide-angle X-ray diffraction, thermogravimetric analysis and scanning electron microscope have been used to characterize the structures and properties of both the crosslinked PVA dense films and PVA/PAN composite membranes. The effects of the concentrations of PMDA,the crosslinking time and temperature to the membrane water contact angle, swelling degree, salt rejection and water flux were systematically studied.     

超临界法制备生物柴油

探索了温度、甲醇和油脂摩尔比、不同碳链的醇以及水和游离脂肪酸对超临界甲醇法制备生物柴油的影响。结果表明:300℃1、5MPa、醇油摩尔比15和1 h的反应时间较为合理。同时发现,油料中所含水和游离脂肪酸对普通的酸、碱催化法有较大影响,对超临界法则没有明显影响。经过减压精馏、水洗和干燥后的生物柴油产品性能符合美国生物柴油标准。     

H_3(PW_(12)O_(40))/PVA催化膜用于酯化反应的研究

对渗透蒸发和酯化反应的耦合过程进行了研究。制备了Ｈ３（ＰＷ１２Ｏ４０）／ＰＶＡ催化功能膜，用于乙酸丁酯合成反应。试验考察了温度、初始进料物质的量比对反应转化率的影响。     

微波固体碱法制备生物柴油

研究了微波辐射下,采用KNO3/Al2O3固体碱催化剂,大豆油和甲醇酯交换反应制备生物柴油的工艺。催化剂的最佳制备条件为:KNO3的负载量(质量分数)35%,700℃下焙烧5h。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和Hammett滴定对催化剂进行了表征。表征结果显示,KNO3在Al2O3表面分散形成的Al—O—K物种和KNO3高温分解产物K2O为反应提供了活性位。该反应的优化工艺参数:微波输出功率360W,反应时间35min,催化剂质量分数6.0%,甲醇与大豆油的摩尔比13。在该条件下,大豆油的转化率达到97.5%。与水浴加热方式相比,采用微波辐射加热方式,反应时间明显缩短,能耗减少。     

催化裂化过程芳烃转化及生焦关系探索

在小型固定流化床试验装置上考察了催化剂微反活性和剂/油质量比对加氢蜡油催化裂化反应中芳烃转化以及生焦量的影响。根据焦炭产率变化,按转化率将加氢蜡油催化裂化反应分为3个阶段,分别考察了各阶段中芳烃转化以及生焦之间的关系。定义了催化剂表观活性概念,并以此考察了汽油芳烃摩尔产率和焦炭产率与催化剂表观活性的关系。通过分析各馏分段中芳烃含量及生焦量随催化剂表观活性的变化得出,芳烃特别是多环芳烃对生焦反应至关重要。在剂/油质量比相同条件下,随着催化剂微反活性增加,汽油芳烃含量和焦炭产率增大;原料转化率相同条件下,随着催化剂表观活性增加,焦炭产率增大。     

NaOH催化微波法制备生物柴油的工艺研究

采用NaOH为催化剂，在微波加热下进行均相酯化反应制备生物柴油，得到最佳工艺条件为：醇油摩尔比14，催化剂含量1．2％，微波输出功率360W，反应时间2min，大豆油的平均转化率达到98．2％，优于水浴加热方式。     

负载固体酸催化豆油制备生物柴油的研究

以负载固体酸为催化剂,甲醇和大豆油为原料,合成了生物柴油。在单因素的基础上,应用Box-Behnken中心组合原理,对醇油量比,催化剂用量,反应时间三个因素进行了三水平的实验设计。通过响应面分析,确定最佳工艺为:醇油量比7∶1,m(催化剂)/m(豆油)为5.95%,反应时间3.75h。此条件下生物柴油产率为96.62%。多次使用后,催化剂仍表现出较好的催化活性。并利用XRD、FT-IR光谱表征了催化剂的物相和产品结构,用气相色谱-质谱联用法对产品进行了定性和定量分析。     

棕榈油的催化转化研究

 动植物油几乎不含硫、氮和重金属,利用其作为可再生清洁能源的研究已引起广泛重视。在提升管催化裂化实验装置上进行了棕榈油催化转化的研究。结果表明,与胜华催化原料相比,棕榈油的转化率较高,且基本不随反应条件（反应温度、停留时间、催化剂与原料油质量比）的变化而变化;液化气、丙烯、丁烯和乙烯收率均较高,且随着反应温度的升高和停留时间的延长而增加;汽油收率较高、柴油收率较低;产物分布受催化剂与原料油质量比的影响较小。棕榈油催化转化反应的丙烯收率较高,超过19%;产物汽油中芳烃质量分数可达46.88%。棕榈油本身不含芳烃,汽油中的芳烃由催化转化反应生成。在催化转化过程中,棕榈油中约76%的氧转化成H₂O、CO、CO₂。