固定化脂肪酶催化废餐饮油合成生物柴油

废餐饮油预处理后,在固定化脂肪酶Novozym435的催化下以其为原料和乙酸甲酯通过转酯反应制备生物柴油.研究了产物的主要组成,结果表明主要是由棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯和亚麻酸甲酯构成;实验还对影响反应速率的因素进行了探讨,采用六因素五水平L25(56)设计正交实验,由实验结果得知:废餐饮油2.0g,固定化脂肪酶Novozym435的用量为油重的8.0%、乙酸甲酯与废餐饮油摩尔比为10:1、反应温度60℃、反应时间18h、有机碱三羟甲基氨基甲烷的用量为油重的40.0%,叔丁醇用量为0.5mL为最佳的工艺条件,在此条件下生物柴油得率为86.43%.对酯化所得生物柴油的部分理化性能进行测试,结果表明基本符合美国生物柴油质量标准和我国-50#轻柴油标准,具有较好的柴油机燃烧特性.     

用三氯化铝催化合成乙酸酯的研究

究了结晶三氯化铝代替硫酸作为酯化反应催化剂合成乙酸甲酯、乙酸、乙酯、乙酸异丙酯及乙酸正丁酯。考察了催化剂存在下影响酯化反应的各种因素。     

树脂法合成乙酸乙酯

选用D005大孔强酸性阳离子交换树脂作为合成乙酸乙酯的催化剂和脱水剂,研究了树脂催化剂的预处理方法、催化反应温度、催化剂用量等诸因素对乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯的影响。得到了乙酸乙酯含量为89.04%的产品,酯化反应产率达到69.3%。     

褐煤本源菌在煤层生物气生成中的微生物学特征

为探明微生物菌群在褐煤生物气生成过程中的作用机制,利用厌氧手套箱为操作平台,从云南昭通盆地新鲜褐煤样品中富集培养本源产甲烷菌群,并通过褐煤生物气生成模拟实验,研究了产气过程中发酵细菌、产氢产乙酸菌数量和纤维素酶、辅酶F420活性的变化特征.结果表明：在生物气产生过程中,发酵细菌始终保持着较高活性（大于7.5×106个/mL）,产氢产乙酸菌数量和增殖速率明显小于发酵细菌,但其数量变化趋势与发酵细菌相似,两者在营养生态位上显示出明显的承继关系;纤维素酶始终保持较高的活性（0.018～0.023mg/（mL.h））;辅酶F420活性会受到产酸发酵菌所产生的酸性物质的抑制,其最低活性值为峰值的55.91%～67.61%;辅酶F420活性在褐煤生物气产出过程中经历了两个高峰期,指示着褐煤的煤层气生成过程具有阶段性.     

微水相酸性蛋白酶催化蔗糖乙酸酯合成研究

探索微水环境中酸性蛋白酶催化蔗糖和乙酸乙烯酯的酯化反应,对催化合成蔗糖乙酸酯的反应溶剂进行比较,确定四氢呋喃为较好的反应介质,并详细考察了该反应的参数:缓冲液pH值、含水体积分数、反应温度以及反应时间对酯化效果的影响.确定了该酯化反应的最优工艺条件:缓冲液pH为5.4,反应温度为40℃,反应14h后,每0.68g蔗糖可制得蔗糖乙酸酯30.46mg,蔗糖-6-乙酸酯占总酯质量的61.58%.     

NaHSO4·SiO2催化制备生物柴油的研究

以NaHSO4·H2O、正硅酸乙酯和异丙醇为原料,经溶胶—凝胶法制备固体酸催化剂(NaHSO4·SiO2),进行了利用此催化剂催化油酸与甲醇的酯化反应制备生物柴油的实验,研究了催化剂焙烧温度、NaHSO4负载量、反应时间、催化剂质量分数、甲醇与油酸物质的量比等对油酸转化率的影响。实验结果表明:固体酸催化剂NaHSO4·SiO2在油酸与甲醇的酯化反应中具有很高的催化活性,当催化剂焙烧温度为200℃、NaHSO4负载量为15%、n(甲醇)∶n(油酸)=10∶1、催化剂质量占油酸质量的10%、反应时间5h时,酯化反应转化率可达95.19%。     

KHSO_4催化高酸值地沟油酯化及转酯化的研究

对固体酸性催化剂KHSO4催化地沟油的酯化及转酯化反应进行了研究.结果表明,在甲醇、油摩尔比25∶1、80℃8、%KHSO4的优化工艺条件下反应10 h,可以将酸值高达109.71 mg/g(以KOH含量计)的地沟油酯化及转酯化,酯化率及转酯化率分别达到98%和87%.     

生物油模化物催化酯化的实验研究

采用生物质活性炭固载,用甲苯磺酸作催化剂,对生物质热解油的模化物乙酸和乙醇进行催化酯化反应。考察醇酸摩尔比、催化剂用量和反应时间对酯化反应的影响,确定最佳反应条件：固定乙酸用量为0．2mol,反应液微沸时,当醇酸摩尔比为2．8：1,催化剂用量1．0g,反应时间2h,乙酸酯化率接近87％时,且最佳条件下的实验重复性良好,催化剂可重复使用,也可用于生物油的催化酯化反应。     

橡胶籽油碱催化酯交换反应条件研究

针对云南西双版纳高酸值橡胶籽油,采用两步法制备生物柴油,即先酸催化酯化降低酸值,再碱催化酯交换得到生物柴油.考察了碱催化酯交换的反应条件,结果显示适宜的碱催化反应条件为:醇油摩尔比6∶1,催化剂用量为1.0%(油的质量分数),反应温度60℃,反应时间1.5h,产率可达75%.用气相色谱法测定了脂肪酸甲酯含量为82.29%.     

NaHSO_4·SiO_2催化制备生物柴油的研究

以NaHSO4·H2O、正硅酸乙酯和异丙醇为原料,经溶胶—凝胶法制备固体酸催化剂（NaHSO4·SiO2）,进行了利用此催化剂催化油酸与甲醇的酯化反应制备生物柴油的实验,研究了催化剂焙烧温度、NaHSO4负载量、反应时间、催化剂质量分数、甲醇与油酸物质的量比等对油酸转化率的影响。实验结果表明：固体酸催化剂NaHSO4·SiO2在油酸与甲醇的酯化反应中具有很高的催化活性,当催化剂焙烧温度为200℃、NaHSO4负载量为15%、n（甲醇）∶n（油酸）=10∶1、催化剂质量占油酸质量的10%、反应时间5h时,酯化反应转化率可达95.19%。     

稻壳热解油及其酯化产物的GC／MS分析

以酸性树脂作为催化剂,采用CH3OH和C2H5OH分别对稻壳热解油（RHPO）进行催化酯化反应,用正己烷、CCl4、CS2、苯和CH2Cl2分别萃取酯化前后的稻壳热解油,并采用气相色谱／质谱（GC／MS）对稻壳热解油进行表征。结果表明,稻壳热解油在苯中的可溶性最好,但其可溶物中酯类成分含量较低;CH3OH对有机酸的酯化效果优于C2H5OH;在稻壳热解油所检测的成分中,酚类含量最高,其次为酮类和烃类。通过对酯化产物的分析,推测稻壳热解油中可能含有有机酸。     

生物质热解油及乳化油特性的研究

为了拓宽生物油的应用领域,采用间歇式给料的鼓泡流化床对典型生物质(桦木屑、玉米秸秆和稻壳)的快速热解进行了试验,对生物油、柴油与稻壳油混合的乳化油进行了分析.结果表明:木屑生物油的产率最高,生物油的热值为16～18MJ/kg,其主要成分为酸类、酚类、呋喃类、醇类和烷烃类.针对生物油难于利用的特点,将生物油与柴油乳化混合,对其乳化比例和理化特性进行了研究,发现乳化油比生物油更稳定,乳化方法简单、可行.     

碳基固体磺酸催化合成乳酸正丁酯

对碳基固体磺酸催化乳酸和正丁醇合成乳酸正丁酯的催化性能进行了研究.考察了正丁醇与乳酸的摩尔比、催化剂用量、反应时间以及催化剂的重复使用等因素对酯化反应的影响.确定较佳反应条件为:正丁醇与乳酸的摩尔比为2.5 1、碳基固体磺酸催化剂为酸醇总质量的0.5%、反应温度≤120℃、反应时间为3.5 h.用酸化膨润土对乳酸进行预处理可提高反应转化率.在最佳反应条件下的重复试验结果表明乳酸平均转化率为90.2%.     

稻草在氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)离子液体中的热解

进行了稻草在离子液体氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)中的热解反应,考察了反应温度、稻草与离子液体的质量比及反应时间对产物产量的影响,得到较佳工艺条件是:稻草与离子液体质量比为0.4,热解温度240℃,反应时间为30 min.生物油收率均在28%～30%.对热解得到的产物生物油进行GC-MS分析显示:其成分复杂,生物油中有醇、酚、醚、酯及芳香烃类物质的存在.离子液体可以回收利用.     

谷氨酸阳离子型离子液体催化合成乙酸正丁酯

利用微波法分别一步合成谷氨酸氟硼酸离子液体和谷氨酸对甲苯磺酸离子液体,并应用到乙酸正丁酯酯化反应中。通过一系列平行反应研究了催化剂种类、催化剂质量、反应时间对酯化反应的影响。实验结果表明,以乙酸、正丁醇为原料,谷氨酸对甲苯磺酸离子液体催化效果最好,可替代硫酸、对甲苯磺酸等强酸。最佳反应条件为：醇酸物质的量的比为1∶1,催化剂质量为醋酸质量的1.3％,反应时间为45 m in ,酯化率可达到78.51％。     

玉米秆超临界解聚工艺研究

在高压反应釜内,进行超临界条件下解聚玉米秆试验,并通过单因素和正交试验对解聚工艺中溶剂种类、反应温度、反应时间、溶剂用量及高压釜内残存空气除去方式等因素进行了探讨,确定了最佳的解聚工艺：5g玉米秆加20mL甲醇,采用N2置换方式除去高压釜内的空气,300℃下反应60min,残渣率降低到26．89％．GC／MS分析甲醇为溶剂的解聚产物,表明产物成分十分复杂,鉴定出97种化合物,其中83种含氧有机化合物为酯、酚、醚、醇、酮和醛等,还检测出少量正构烷烃、烯烃、芳烃、苯硫酚和含氮有机化合物等,反映了解聚产物的高含氧量和低含氮硫量的特性．其中31．39％的苯酚类物质和5．02％的芳烃类物质可能来源于木质素在超临界甲醇中的解聚作用,而34．63％的甲酯类化合物可能是解聚产生的脂肪酸和苯丙酸等与甲醇酯化的结果．由此可以推断出甲醇超临界解聚过程参与了玉米秆的解聚反应．     

酯化法处理低含量醋酸水溶液

采用酯化法,以十二烷基磺酸铁为催化剂使异辛醇与醋酸反应,对质量分数为6%的低含量醋酸水溶液的处理进行了研究。考察了反应时间、催化剂质量、醇酸摩尔比等因素对醋酸转化率的影响。结果表明,最佳反应条件为:当质量分数为6%的醋酸溶液为100mL时,醇酸摩尔比为3∶1,十二烷基磺酸铁质量为0.6g,99℃下反应6h后醋酸转化率达68.6%。不仅有效地降低了溶液中的醋酸含量,产物乙酸异辛酯还是重要的化工产品,具有环保和经济双重价值。此法具有催化剂用量少、不水解、反应条件温和、速度快、转化率高、无污染等优点,操作简单安全,有着良好的实用前景,对于其它有机酸稀溶液如甲酸、柠檬酸等的处理也有借鉴作用。     

无机灰分对餐厨沼渣中有机质热解特性的影响

针对餐厨垃圾厌氧处理所产生的沼渣具有产量大、灰分质量分数高的特点,研究沼渣中无机灰分对其热解过程的影响. 通过热重分析和热裂解?气相色谱质谱联用技术（Py-GC/MS）分析沼渣热解动力学特性及其产物. 动力学分析结果表明,沼渣除灰后,失重速率显著提高,热解起始温度由180 ℃降至160 ℃. 除灰沼渣的总表观活化能比沼渣的略高,原因可能是除灰使沼渣内部孔隙增加,在促进挥发分析出的同时,削弱了部分组分在热解过程中的催化裂解作用. 产物分析结果表明,NaCl能够促进油相产物中烃类向酮类的转化,ZnCl₂通过促进酸类的脱羧作用,使烃类质量分数提高至66.8%;Fe₂O₃和Al₂O₃使烃类物质的质量分数分别提高至66.8%和72.7%,CaO和MgO可以促进酸类脱羧生成酮,使产物中酮类的质量分数高达46.5%和39.4%.     

吡啶-2,6-二甲酸二丁酯的催化合成研究

采用分子筛HBEA负载杂多酸和杂多酸盐为催化剂,研究了吡啶-2,6-二甲酸（PDA）与正丁醇（n-BuOH）酯化合成吡啶-2,6-二甲酸二丁酯（PDADBE）.考察了不同催化剂活性以及反应原料配比、反应温度、反应时间等因素对于该酯化反应的催化的影响.实验结果表明,分子筛负载型催化剂HPW/HBEA对于催化酯化合成吡啶-2,6-二甲酸丁酯显示出良好的催化活性,在n（PDA）∶n（n-BuOH）=1∶30,催化剂用量为0.5 g（对3.44 g吡啶-2,6-二甲酸）,反应温度118℃,反应时间8 h的最佳工艺条件,收率达到93.5%.