聚能式逆流超声强化制备脂肪酸乙酯工艺研究

以大豆油脱臭馏出物为原料,通过聚能式逆流超声强化与乙醇反应制备脂肪酸乙酯。分析醇油体积比、反应温度、超声功率、催化剂用量和反应时间对脂肪酸乙酯转化率、得率、含量和生物柴油转化率的影响。通过正交实验优化得到:脂肪酸乙酯转化率最优工艺条件为醇油体积比20∶1,反应温度35℃,超声功率300 W,催化剂用量1.6%,反应时间30 min;脂肪酸乙酯得率最优工艺条件为醇油体积比30∶1,反应温度40℃,超声功率600 W,催化剂用量1%,反应时间30 min;脂肪酸乙酯含量最优工艺条件为醇油体积比20∶1,反应温度40℃,超声功率600 W,催化剂用量1%,反应时间60 min;生物柴油转化率最优工艺条件为醇油体积比25∶1,反应温度35℃,超声功率500 W,催化剂用量1%,反应时间30 min。     

高酸值油料一步法制备生物柴油研究

以酸值123.04 mg KOH/g的棕榈油脱臭馏出物(PFAD)为原料,在带压反应器中,用浓硫酸为催化剂,采用一步法催化酯化反应制备生物柴油。重点研究反应温度、反应时间、催化剂用量和醇油比等因素对酯化和酯交换反应的影响。结果表明,提高反应温度能促进酯化反应和酯交换反应,使高酸值原料经一次反应直接转化为目的产物——脂肪酸甲酯,从而缩短制备流程,降低成本,强化酯化反应进行,提高脂肪酸甲酯收率。当催化剂用量为0.5%(质量分数)、醇油物质的量之比7∶1、在130℃反应90 min后,生物柴油的最高收率达到88.1%。较之酸碱两步法催化高酸值油料制备生物柴油能显著缩短反应时间、简化工艺流程、降低生产成本。     

富勒烯交联季铵化聚苯醚阴离子交换膜的制备

通过富勒烯C₆₀与乙二胺合成立体纳米分子C₆₀(EDA)₈,并以此为交联剂与三阳离子功能化聚苯醚制备了一系列交联型阴离子交换膜。C₆₀(EDA)₈中立体纳米结构有效地支撑了高分子链段,构建了更发达的离子通道,有效地提升了电导率。实验结果表明,随着C₆₀(EDA)₈加入量增加,交联膜的离子交换容量减小,而电导率却逐渐增加。当交联剂C₆₀(EDA)₈加入量为5%时,电导率提高了34%。此外,所制备的离子交换膜均表现出良好的抗溶胀能力、力学性能与耐碱性。     

微藻热解特性及动力学分析

利用热重法对裂殖壶藻的热解特性进行分析,升温速率分别为5、10、20、30、40、50℃/min。结果表明:微藻主要失重温度是158~519℃;随着升温速率的增大,主要热解区间的初始温度和最大峰值温度都向高温方向移动,热滞后现象加重。利用等转化率法中的FWO法和Kissinger法求得平均活化能为46.8915 k J/mol。采用主曲线法来确定热解过程的最可几机理函数,热解过程不能由单一的动力学方程描述,这是由于不同升温速率下,热解反应的主要控制因素不同。     

脱臭馏出物乙酯化影响因素及动力学研究

发散式超声强化大豆油脱臭馏出物与乙醇反应制备脂肪酸乙酯具有反应过程温和,原料成本低廉,反应速率快等优点。文中对其过程影响因素及反应动力学特性进行研究。结果表明:在超声功率150 W,反应温度80℃,醇油体积比90∶100,催化剂用量(质量分数) 1. 6%,反应时间2 h的实验条件下,脂肪酸乙酯得率可以达到90. 6%。酯化过程为二级反应,在超声功率为90 W和150 W时,活化能分别为37. 10 kJ/mol和47. 43 kJ/mol;反应速率常数分别为0. 097 07和0. 245 22。通过提高超声功率,可以有效强化大豆油脱臭馏出物酯交换过程,加快反应速率,缩短反应时间。