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《大连理工大学》 2011年
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新型碱性离子液体的合成及其催化制备生物柴油的研究

李雪菲  
【摘要】:生物柴油作为一种无毒、环保、可再生的石化能源替代燃料,因其可以与矿物柴油以任意比例混合使用而应用广泛,成为近年来新能源技术领域中研究的热点前沿。离子液体作为一种环境友好的绿色反应介质和新型的催化材料,也引起了全世界科学家和工业界的广泛关注。结合这两大新兴热点,本文对新型碱性离子液体催化大豆油和甲醇的酯交换反应制备生物柴油进行了系统的研究。 本文成功合成了一种重要的离子液体中间体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐[Bmim]Br,并在此基础上通过离子液体功能化设计合成了两种新型碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氢氧化物[Bmim]OH和1-丁基-3-甲基咪唑咪唑盐[Bmim]Im。通过IR、1H NMR、13C NMR等检测手段对上述合成的离子液体进行了结构表征。 本文采用搅拌釜式间歇反应器,以[Bmim]Im为催化剂,催化大豆油与无水甲醇的酯交换反应制备生物柴油。分别考察了两种碱性离子液体对酯交换反应的催化性能。结果表明,1-丁基-3-甲基咪唑咪唑盐[Bmim]Im对大豆油与甲醇的酯交换反应具有较高的催化活性,且稳定性良好可循环使用。通过正交试验和单因素考察得到[Bmim]Im催化制备生物柴油的最佳工艺条件为:催化剂用量8.0%(wt),醇油摩尔比6:1,反应时间60min,反应温度60℃,生物柴油的产率可达95.76%。 微混合反应器在过程强化中表现出了极大的优势。本文采用CMPR微成套反应装置,以碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑咪唑盐[Bmim]Im为催化剂,催化大豆油与无水甲醇的酯交换反应。分别考察催化剂用量、醇油摩尔比、反应温度和停留时间对生物柴油产率的影响,得到[Bmim]Im催化制备生物柴油的最佳工艺条件为:催化剂用量8.0%(wt),醇油摩尔比6:1,反应温度60℃,停留时间11.111 min,生物柴油的产率可高达99.10%。与搅拌釜式间歇反应器相比,微混合反应器不仅缩短了反应时间,强化了传质过程,提高了生物柴油的转化率,还可实现反应过程的连续化与自动化。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE667

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