生物质炭基固体酸催化剂的制备及催化性能研究初稿VIP

分 类 号： 单位代码：10201研究生学号： 201XXXXXXX 密 级：公开北 华 大 学硕士学位论文中文论文题目 生物质炭基固体酸催化剂的制备及催化性能研究英文论文题目 Preparation and catalytic properties of biomass carbon-based solid acid catalyst作者姓名：专 业：研究方向：指导教师：培养单位：年 月生物质炭基固体酸催化剂的制备及催化性能研究Preparation and catalytic properties of biomass carbon-based solid acid catalyst作者姓名：专业名称：指导教师：学位类别：答辩日期： 年 月 日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。北华大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：中国优秀博硕士学位论文全文数据库投稿声明研究生院：本人同意中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的中国优秀博硕士学位论文全文数据库投稿，希望中国优秀博硕士学位论文全文数据库给予出版，并同意在中国博硕士学位论文评价数据库和 CNKI 系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。 论文级别：硕士博士 学科专业：物理化学 论文题目：作者签名： 指导教师签名： 年 月 日 作者联系地址（邮编）：作者联系电话：5百手起驾 整理为您摘 要浓硫酸是生物柴油前期研究的主要催化剂，虽然使用非常广泛，但是却有着与生成物不容易分离、对设备的严重腐蚀以及污染环境等诸多缺点。随着科技的进步，固体酸催化剂逐渐进入人们的视线，引起了人们的重视。与传统的催化剂想比，固体酸催化有着明显的优点。目前固体酸催化剂主要有分子筛、离子交换树脂、杂多酸和固体超强酸等。随着固体酸催化剂的大范围的使用，它们的缺点也逐渐凸显出来。所以，制备新型廉价的固体酸催化剂并应用在生物柴油的反应中，为以后的发展提供一定的理论参考。本论文考察了影响生物质炭基固体酸催化剂的制备的有关条件，并将制得的固体酸催化剂应用在酯化反应中，提高酯化反应速率，降低反应时间。（1）首先，论文的第二章以生物质木粉和浓硫酸为原料，经过炭化和磺化过程，制备生物质炭基固体酸催化剂，并在醇油的酯化反应中进行催化活性的比较，最终得到制备生物质炭基固体酸催化剂的最佳实验条件：炭化温度为425oC，炭化时间为 0.5h，炭化温度为 135oC。磺化时间为 1h。对制备的生物质炭基固体酸进行表征，XRD 结果表明，炭基固体酸催化剂为无定形炭结，IR结果表明，有磺酸基的存在，EA 结果表明，磺化温度为 135时制备的炭基固体酸催化剂的 S 元素含量高达 5.23%，相应的磺酸基团含量达 13.25%，TGA 结果表明，炭基固体酸催化剂在空气中有较好的热稳定性，当温度在 220以下时性质较为稳定。然后，在上一章实验的基础上，第三章进行生物柴油的模拟实验，通过对反应后酸值和酯化率的测定，得到了最佳的醇油酯化反应的反应条件：本实验选择甲醇为化反应的原料。最佳醇油摩尔比为 6:1，炭基固体酸催化剂加入量为油酸重的 5%，反应温度为 90，反应时间为 2h。关键词：生物质；生物柴油；炭基固体酸、催化剂；制备6百手起驾 整理为您AbstractConcentrated sulfuric acid is a major catalyst for biodiesel preliminary studies, although very widely used, but it has a product and not easily separated, severe corrosion of the equipment as well as environmental pollution and many other shortcomings. As technology advances, the solid acid catalyst is gradually coming into sight, it attracted peoples attention. And want more than conventional catalysts, solid acid catalyst has obvious advantages. There are currently a solid acid catalyst zeolite, ion exchange resins, heteropolyacids and solid super acid. With a wide range of solid acid catalyst used, their shortcomings have gradually prominent. Therefore, the preparation of the novel and inexpensive solid acid catalyst used in the reaction of biodiesel, providing a theoretical reference for future development.This paper examines the impact of the conditions of preparation of biomass carbon-based solid acid catalyst and the solid acid catalysts prepared in the esterification reaction, the esterification reaction rate increase, decrease reaction time.(1) Firstly, the second chapter biomass wood flour and concentrated sulfuric acid as raw material, carbonization and sulfonation process, preparation of biomass carbon-based solid acid catalyst and catalytic activity in the esterification reaction of an alcohol oil optimum conditions are finally obtained preparation of biomass carbon-based solid acid catalyst: carbonization temperature of 425oC, carbonization time of 0.5h, carbonization temperature of 135oC. Sulfonation time is 1h. Biomass carbon-based solid acid preparation was characterized, XRD results showed that carbon-based solid acid catalyst is amorphous carbon knot, IR results show that the presence of a sulfonic acid group, EA results show that sulfonation temperature of 135 preparation the carbon-based solid acid catalyst S element content of up to 5.23%, corresponding sulfonic acid group content of 13.25%, HRTEM graph shows that carbon-based solid acid catalyst is turbostratic carbon structure composed of numerous small particles composed of crystallites, each microcrystalline gap spacing between the particles and the microcrystalline layer between the sheets are nanometer, TGA results showed that carbon-based solid acid catalyst has good thermal stability in 7百手起驾 整理为您the air, when the nature of the temperature below 220 more analysis results are stable, XPS showed that the biomass carbon-based solid acid catalyst surface S elements exist.Then, on the basis of experiments on the last chapter, Chapter III of biodiesel simulation experiment by measuring the rate of acid number and esterification reaction to obtain optimal reaction conditions for the esterification reaction of methanol to oil: This experiment Select the methanol reaction feed. Best of methanol to oil molar ratio of 6: 1, carbon-based solid acid catalyst is added in an amount of 5% by weight of oleic acid, the reaction temperature is 90 , reaction time was 2h.Keyword：Biomass; bio-diesel; carbon-based solid acid catalyst; Preparation8百手起驾 整理为您目 录摘 要 .4Abstract .5第 1 章 绪论 .161.1 生物质的研究现状 .161.1.1 生物质的概念 .161.1.2 生物质分类 .171.1.3 生物质的综合利用现状 .181.2 固体酸催化剂 .211.2.1 固体酸催化剂简介 .211.2.2 固体酸催化剂的研究进展 .211.2.3 炭基固体酸催化剂的合成方法 .231.3 生物柴油的主要制备方法 .251.3.1 直接混合法 .251.3.2 高温热裂解法 .261.3.3 酯交换法 .261.4 本论文研究目的及创新点 .271.4.1 研究目的 .271.4.2 创新点 .282.1 引言 .292.2 实验部分 .292.2.1 实验原料及仪器 .292.3 不同因素对炭基固体酸催化剂制备的影响 .302.3.1 炭基固体酸催化剂的制备和表征方法 .312.3.2 炭基固体酸催化剂制备条件的考察 .322.4 结果和讨论 .332.4.1 不同反应条件对催化剂催化性能的影响 .332.4.2 生物质炭疽固体酸催化制的表征 .379百手起驾 整理为您2.5 本章小结 .44第 3 章 炭基固体酸催化剂催化酯化反应的研究 .453.1 引言 .453.2 实验部分 .463.2.1 实验原料及仪器 .463.3 检测方法 .473.3.1 酸值的测定 .473.3.2 酯化率的测定 .483.4 对酯化反应不同条件的考察 .483.4.1 炭基固体酸催化剂加入量的考察 .483.4.2 醇油摩尔比条件考察 .483.4.3 酯化反应温度条件考察 .483.4.4 酯化反应中不同短链醇的条件考察 .493.5 结果和讨论 .493.5.1 炭基固体酸的催化剂量对油醇酯化反应的影响 .493.5.2 甲醇与油脂的摩尔比对油酸酯化反应酯化率的影响 .503.5.3 反应温度对甲醇和油脂酯化反应酯化率的影响 .513.5.4 反应时间对甲醇和油脂酯化反应酯化率的影响 .523.5.5