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《中南大学》 2010年
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固体磷钨酸铯盐催化光皮树油制备生物柴油

李念  
【摘要】: 生物柴油作为可再生的替代性生物燃料,正受到越来越多国家的重视。目前我国生物柴油的开发利用还处于发展初期,要从总体上降低生物柴油成本,使其在我国能源结构转变中发挥更大的作用。光皮树籽来源广泛、廉价易得,将其作为生物柴油的原料,具有很好的经济效益和社会效益。 为了使光皮树油制备生物柴油工业化,本文致力于找到一条经济的、环保的制备生物柴油的方法,研究结果如下: 1.光皮树油提取工艺的研究。通过索氏连续回流提取法,考察了不同溶剂提取光皮树油的提取率情况:乙醚石油醚正己烷乙酸乙酯乙醇。从经济角度考虑,石油醚是比较合适的提取溶剂。光皮树油提取的最佳工艺条件为:以石油醚为溶剂,提取温度60℃,提取时间5 h,料液比为1:15(g/ml),油脂的提取率可达18%以上 2.采用磷脂酶(Lecitase Ultra)脱去光皮树油中的磷脂。本文由于采用固体磷钨酸铯盐作为催化剂制备生物柴油,省去了传统的生物柴油制备过程中脱胶之前必须先脱酸的工艺,直接对光皮树油进行脱胶处理,使得该法更加简单、高效。本文在单因素实验的基础上进行正交试验,得到了最佳的脱胶工艺实验条件:反应温度45℃、酶用量55mg/kg油、反应时间5h、pH4.8时,光皮树油的磷脂含量为10.98 mg/kg油。 3.固体磷钨酸铯盐的研制及表征。本文合成了三种固体磷钨酸铯盐CsxH3-xPW12O40(x=2,2.5,3),并采用IR、XRD、BET手段分别进行了表征。与传统的均相催化剂(H2SO4、NaOH)相比,固体磷钨酸铯盐表现出相同的催化活性,并易于分离,可重复使用。并且固体磷钨酸铯盐不受光皮树油中游离脂肪酸和水含量的影响。 4.以CsxH3-xPW12040(x=2,2.5,3)为固体催化剂,催化光皮树油与甲醇制备生物柴油,考察了三种不同的催化剂在相同的反应温度、反应时间、醇油摩尔比、催化剂用量等因素下对光皮树油转化率的影响。结果表明:与催化剂Cs2HPW12040、Cs3PW12O40相比,Cs2.5H0.5PW12O40显示了较高的催化活性。在反应温度65℃、反应时间20 h、醇油摩尔比911、CS2.5H0.5PW12O40催化剂用量为2.8%(质量分数)时,光皮树油转化成生物柴油的转化率可达91%。5.生物柴油化学成份的研究。采用气相色谱-质谱联用定性测定生物柴油中的化学成分。结果表明:光皮树油生物柴油主要成分为:油酸甲酯(占53.09%),棕榈酸甲酯(占12.54%),亚油酸甲酯(占14.67%),硬脂酸甲酯(占17.06%)
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