反胶束体系中脂肪酶催化乙酸甲酯与棉籽油合成生物柴油

在丁二酸二酯磺酸钠(AOT)反胶束体系中,采用游离脂肪酶催化棉籽油与乙酸甲酯反应制备生物柴油。考察了AOT浓度、水与AOT的质量比(ζ0)、脂肪酶用量、缓冲溶液pH、乙酸甲酯与棉籽油的摩尔比(r)、反应温度、摇床转速等因素对脂肪酶催化合成生物柴油的影响,并考察了脂肪酶的重复使用性能。经单因素实验及正交实验,得出优化的反应条件:AOT浓度40mmol/L,ζ0=7,脂肪酶用量10mg(溶液体积为2.5mL),缓冲溶液pH=7,r=3,反应温度35℃,摇床转速160r/min。在优化的反应条件下,产物脂肪酸甲酯的单程收率最高可达65.53%。酯交换制备生物柴油的影响因素大小依次为:缓冲溶液pH>反应温度>r>脂肪酶用量>AOT浓度>摇床转速>ζ0。与甲醇和碳酸二甲酯作为酰基受体相比,乙酸甲酯为酰基受体时脂肪酶的稳定性较好。     

负载型硫酸催化合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯

制备了SiO2负载硫酸催化剂,并将其用于催化苯氨基甲酸甲酯(MPC)与甲醛进行缩合反应合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(4,4′-MDC)。以碳酸二甲酯(DMC)为溶剂,考察了反应时间、反应温度、原料配比、催化剂用量、溶剂用量等因素对该缩合反应的影响。得到的适宜反应条件为:催化剂的酸量与甲醛的摩尔比为1.3、MPC与甲醛的摩尔比为4、DMC与MPC的质量比为8、反应温度80℃、反应时间3h。在此条件下,4,4′-MDC的收率为56.0%,选择性为75.0%。在催化剂循环使用过程中,催化剂初次使用后,活性有所降低,但选择性提高;此后其催化活性和选择性稳定,循环使用4次基本保持不变。     

N-甲基邻苯二甲酰亚胺的合成新工艺

以 N,N-二甲基甲酰胺作溶剂,四丁基溴化铵作相转移催化剂,碳酸二甲酯作甲基化试剂,由邻苯二甲酰亚胺与氢氧化钾反应先合成钾盐,再经甲基化合成了 N-甲基邻苯二甲酰亚胺。考察了钾盐与碳酸二甲酯的配比、反应时间、溶剂用量、催化剂及催化剂用量等因素对反应收率的影响。较佳合成条件为:n(邻苯二甲酰亚胺钾盐):n(碳酸二甲酯)=1:2,适量溶剂,四丁基溴化铵用量为钾盐的4%(摩尔分数),在120℃反应4 h,反应收率可达70%以上。通过与标准品比对,对产物进行了确认。     

植物油制备生物柴油的工艺研究

以菜籽油、大豆油、调和油为植物油原料,通过甲醇酯交换反应制备了生物柴油脂肪酸甲酯。用气相色谱分析方法,考察了反应温度、醇油摩尔比、KOH催化剂用量和反应时间对生物柴油收率的影响。结果表明,由不同植物油原料所得的生物柴油收率达到最大值时,其共有的最佳工艺条件为:四氢呋喃(THF)作共溶剂,KOH作催化剂,反应温度60℃,n(甲醇)/n(植物油)值6,反应时间15 min;因植物油原料的酸值不同,致使其在最佳工艺条件下的KOH催化剂加入质量分数和生物柴油收率最大值不同,菜籽油、大豆油、调和油所需的KOH催化剂加入质量分数分别为1.0%,1.0%,0.9%,相应的生物柴油收率最大值分别为97.2%,97.5%,98.3%。     

采用复合催化剂合成环氧琥珀酸

通过正交试验对影响环氧琥珀酸产率的主要因素:反应时间、反应温度、催化剂用量及氢氧化钠用量进行了考察。在乙醇体积分数占80%的水溶液中,复合催化剂各组分质量比为钨酸钠∶钼酸钠∶钒酸钠=2∶1∶1的条件下,用马来酸酐制备了单体环氧琥珀酸白色晶体。得到最佳反应条件为NaOH与MA摩尔比为2∶1,反应温度65℃、反应时间2.5h、复合催化剂用量0.7%,环氧琥珀酸收率高达86.8%。经红外光谱表征,证明产物与环氧琥珀酸含有相同的基团。     

大豆油制备生物柴油的研究

研究了大豆油在氢氧化钠催化剂作用下通过甲醇转酯化生成脂肪酸甲酯的实验,考察反应条件如醇油比、催化剂用量、反应温度和反应时间等对产品转化率和收率的影响.结果表明,大豆油在氢氧化钠催化下的最优条件为醇油摩尔比为6/1,催化剂用量为1%,反应温度为60℃,反应时间为60min.     

苯甲腈液相催化加氢制苄胺的研究

采用改性骨架镍催化剂进行苯甲腈液相催化加氢制苄胺工艺研究,并考察了反应温度、压力、溶剂类型和组成、催化剂用量对苄胺收率的影响。在反应温度70℃,反应压力6．0NPa,乙醇为溶剂,溶剂与苯甲腈体积比4：1,催化剂与苯甲腈质量比1：7,搅拌速度300r／min,反应时间60～120min条件下,苯甲腈转化率大于99％,苄胺收率达98．74％,苄胺产品纯度高,催化剂活性及稳定性优良。     

基于纳米镍催化的松香加氢研究Ⅱ.加氢反应的研究

使用纳米镍催化剂进行树脂酸的氢化反应。对影响枞酸氢化反应的主要因素进行了研究,得出纳米镍催化下松香氢化适宜的反应条件为:搅拌转速600r/min,反应温度160℃,反应压力4.0MPa,催化剂用量为枞酸质量的2.0%,200#溶剂油的质量分数为50%,反应时间60min。在此条件下,所得产品质量优良,收率达97.3%。     

2-氯丙烯腈的合成工艺研究

介绍了丙烯腈中不加溶剂,直接通氯气进行氯化加成反应,再经消除反应两步合成2-氯丙烯腈的方法.考察了催化剂用量、氯气用量、反应时间、反应温度对2-氯丙烯腈收率的影响.结果表明,在丙烯腈与催化剂和氯气的摩尔比为1：0.08：1.1,反应温度10～15℃,通气反应时间3.5 h条件下,2-氯丙烯腈的收率达到85%以上,产品纯度可达95%.     

聚氧化乙烯合成工艺研究

阐述了采用氨钙体系催化剂、以正己烷为溶剂的沉淀聚合制备聚氧化乙烯(PEO)的方法。研究了催化剂用量、反应温度、反应时间及溶剂含水量与PEO收率及其相对分子质量的关系。结果表明,PEO的收率随催化剂用量的增加而增加,其黏均相对分子质量(Mη)则随催化剂用量的增加而降低;反应温度对PEO的收率及其Mη的影响略小;反应时间的延长会使PEO的收率及其Mη增大;溶剂正己烷的含水量会显著降低PEO的收率及其Mη。当反应温度为25～40℃、反应时间为4～6h、催化剂用量为单体质量的1%～2%时,可得到Mη为(3～8)×105的PEO,聚合收率高于80%。     

B酸离子液体催化棉籽油酯交换制备生物柴油

制备了5种对水稳定性好、带—SO3H官能团的磺酸类B酸离子液体,并以它们作催化剂进行了棉籽油酯交换反应制备生物柴油的研究。实验结果表明,这些磺酸类B酸离子液体的催化活性高,它们的催化活性与含氮官能团的种类和碳链长度有关,其中,吡啶丁烷磺酸硫酸氢盐离子液体的催化活性最高。考察了吡啶丁烷磺酸硫酸氢盐离子液体的用量、醇与油摩尔比、反应温度对酯交换反应的影响及离子液体的稳定性,实验结果表明,在反应温度170℃、n(甲醇)∶n(棉籽油)∶n(离子液体)=12∶1∶0.057、反应时间5h的条件下,产物中脂肪酸甲酯的质量分数可达92.0%,且离子液体的稳定性好,可循环使用。     

脂肪酶的固定化及其催化合成生物柴油

以丝瓜络为载体,对Pseudomonas fluorescens脂肪酶进行固定化研究。最佳固定化条件为:在25℃、正己烷介质中固定化30 min,脂肪酶与载体的配比为500 U/g。将自制固定化脂肪酶用于催化餐饮废油合成生物柴油,在反应温度40℃、餐饮废油与甲醇的摩尔比1:3(甲醇分3次加入)、水质量分数0.4%、无溶剂条件下,甲酯收率最高达88.7%。在相同反应条件下,自制固定化脂肪酶与固定化Novozym 435脂肪酶进行比较发现,自制固定化脂肪酶的综合应用性能优于固定化Novozym 435脂肪酶。自制固定化脂肪酶重复使用10次后甲酯收率仍达85.5%,适合于工业化应用。     

用于棉籽油制备生物柴油的固体酸催化剂研究

研制出适用于棉籽油与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油的固体酸催化剂。考察了催化剂活性组分比例、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化剂活性的影响。研究结果表明,在n（Al）：n(Zr)：n（La）＝1：0.4：0.08、焙烧温度550℃、焙烧时间5h的条件下优化制备的S2O82-/Al2O3-ZrO2-La2O3固体酸催化剂,用于酯交换反应时具有良好的催化活性和稳定性,在反应温度150 ℃、醇油摩尔比12:1、固体酸催化剂用量为油质量的4％、反应时间6h的条件下产物中棉籽油甲酯含量达到95.8％,催化剂重复使用10次后甲酯含量仍维持在86％左右;制备得到的生物柴油质量达到国家柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）标准。     

利用高酸值餐饮废油脂制备生物柴油

以高酸值餐饮废油脂为原料,在酯化反应后再经两步酯交换反应制备生物柴油。在酯化反应中添加吸水剂可降低油脂的酸值,经一次酯化反应即可将油脂的酸值降至2m g/g左右,满足酯交换反应的要求。考察了酯化反应中吸水剂的添加方式、种类及其用量对酯化反应的影响,以及酯交换催化剂的种类及用量对脂肪酸甲酯(FAME)收率和产物组成的影响。实验结果表明,以凹凸棒土为吸水剂(用量为餐饮废油脂中游离脂肪酸质量的3%),且在酯化反应30m in时加入,酯化效果较好;以质量比为1∶1的NaOH和KOH混合物为催化剂进行两步酯交换反应时,催化剂的最佳用量依次为1.00%和0.75%(质量分数,基于油脂的质量),FAME收率最高达到96.33%。     

9,9-双(甲氧基甲基)芴的合成及其结构表征

在四丁基溴化铵相转移催化剂的作用下,以甲苯为溶剂,9,9-双羟甲基芴(BHMF)、NaOH、碳酸二甲酯为原料,通过烷基化反应合成了新型给电子体9,9-双(甲氧基甲基)芴(BMMF);考察了原料配比、催化剂的种类及用量、碳酸二甲酯的用量、反应温度等因素对BMMF收率的影响;采用红外光谱和核磁共振光谱对产物结构进行了表征。实验结果表明,合成BMMF的最佳工艺条件为:0.1mol BHMF,n(BHMF)∶n(NaOH)∶n(碳酸二甲酯)=1.0∶10.0∶2.2,催化剂四丁基溴化铵1.25g,反应温度20℃,甲苯溶剂240mL。在此条件下,BMMF的收率达69.1%,产品纯度为99.3%。     

反应条件对气相催化酯交换合成碳酸甲丙酯的影响

在连续流动气固相反应条件下,对碳酸二甲酯(DMC)与正丙醇酯交换合成碳酸甲丙酯(MPC)的反应进行了研究。研究结果表明,使用负载型氧化物TiO2/Al2O3为催化剂,在反应温度130℃、反应压力1.1MPa、原料配比n(DMC)∶n(正丙醇)=0.5、气态空速360h-1的条件下,DMC的转化率为57.27%,目标产物MPC的选择性为88.07%,收率为50.43%。随着反应温度的升高,DMC的转化率增加,但同时由于甲醚、甲丙醚和丙醚等副产物的生成,使目标产物MPC的选择性降低;反应压力的改变对合成反应的影响不显著;催化剂颗粒控制在20~40目。当气态空速为360h-1时,外扩散影响已基本消除,可获得最高的MPC收率,但是随着空速的继续增加,由于接触时间缩短,DMC的转化率和MPC的收率趋于减小。     

TiO_2/SiO_2催化碳酸二甲酯与乙酸苯酯酯交换合成碳酸二苯酯

采用等体积浸渍法制备了TiO2/SiO2催化剂,并将其用于催化碳酸二甲酯(DMC)与乙酸苯酯(PA)酯交换合成碳酸二苯酯(DPC),考察了催化剂制备条件和反应条件对酯交换反应的影响。实验结果表明,以550℃下焙烧制得的负载量为4%(w)的TiO2/SiO2为催化剂,在反应温度170℃、反应时间7 h、PA用量39.00 g、n(DMC)∶n(PA)=1∶2、催化剂用量1.6 g的优化条件下,DMC转化率为79.21%,碳酸甲苯酯和DPC的总选择性为93.66%。TiO2/SiO2催化剂的活性随使用次数的增加而下降;FTIR和XRD的表征结果显示,催化剂失活的主要原因是活性组分TiO2的流失;反应体系中极少量的水对酯交换反应的影响很大。     

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%。     

生物质柴油抗磨剂的开发与表征研究

采用非稳态共沉淀方法制备了用于酯交换反应的固体催化剂,通过BET,FTIR,TG-DSC和SEM方法对催化剂进行了表征。脂肪酸甲酯由小桐子油和甲醇在制备的催化剂作用下进行酯交换反应。以小桐子油为原料制备的脂肪酸甲酯作为1种有效的润滑添加剂,其有效性随着添加剂浓度的增加而增强。产品中含有不饱和脂肪酸甲酯,能改善柴油的低温流动性。