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生物柴油是一种由可再生资源生产的优质清洁燃料,发展生物柴油不仅可以保护环境,减少温室气体排放量,而且可以缓解我国石油进口压力。
本论文研究负载型、掺杂不同金属Mg—Al水滑石的复合氧化物对生物柴油酯交换反应的影响。研究表明在Mg—Al水滑石中引入CO2+和La3+可以提高酯交换反应的转化率,其中Mg—Al-La复合氧化物的转化率最高,为67.84%。在此基础上负载KF,转化率有较大的提高,其中负载量为30%的KF/Mg—Al-La(LDO)的催化酯交换反应的转化率达到83.39%。利用β-环糊精的特殊结构改进水滑石制备过程,并考察水滑石煅烧前和煅烧后负载KF的差别,实验结果表明经环糊精修饰镁铝镧水滑石煅烧后负载KF制得的催化剂催化效果最佳,转化率达到93.04%。采用XRD、IR、TG/DTA、SEM、BET和碱性强度等表征方法对制备的水滑石复合氧化物进行了表征,对催化剂结构与活性作初步探讨。
构建了KF/Mg—Al-La(LDO)催化大豆油酯交换反应制备生物柴油的动力学方程,结果表明在假定条件下,该酯交换反应脂肪酸甲酯快速增长阶段为二级反应,Ea为74.45kJ/mol,k0为3.274×1010Lmol-1min-1,动力学方程为:(—rA)=3.274×1010exp(—8954.8/T)C2TG以甲醇、乙醇、丙醇原料与大豆油制备生物柴油,考察各种生物柴油的凝点、浊点、冷滤点、运动粘度和动力粘度等低温性质,并探讨生物柴油粘温性质、转相温度与其分子结构的关系,研究发现在C1-C4范围内,碳链越长其合成的生物柴油的凝点、浊点和冷滤点越低;异构醇比正构醇的凝点、浊点和冷滤点要低,但其运动粘度要高;生物柴油的粘度突增温度、晶体析出温度与冷滤点较为相近,转相温度与冷滤点没有相关性。其中异丁醇的低温性质最好,其凝点为-13℃,冷滤点为-10℃,20℃运动粘度为4.57mm2s-1。其各项指标均满足-10#柴油的标准。