以離子液體為活性組分構(gòu)建納米反應器催化合成聚甲醛二甲醚的研究
發(fā)布時間:2021-08-31 22:45
聚甲醛二甲醚(PODEn)作為一種具有高含氧量和十六烷值的綠色環(huán)保型柴油添加劑,在柴油中添加少量可有效改善柴油性能,提高熱效率,減少NOx和固體顆粒物的排放,且不需要對發(fā)動機進行改造,具有廣闊的應用前景。目前關(guān)于聚甲醛二甲醚的研究主要集中在催化劑方面,離子液體(ILs)作為一種環(huán)境友好型催化劑,具有催化活性高,目標產(chǎn)物選擇性強的優(yōu)點,但其不易與產(chǎn)物分離、價格昂貴,很難應用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn),而將離子液體固載化是一種很好的解決方法;诖,本文以離子液體為活性組分,介孔分子篩SBA-16作載體,構(gòu)建了三種類型的納米反應器ILs@SBA-16-X,并將其用于催化合成聚甲醛二甲醚的研究。一方面,將離子液體固載后可以減少其用量,且易于分離回收;另一方面,SBA-16的限域效應可以抑制聚甲醛二甲醚過度聚合,有利于目標產(chǎn)物的形成。首先以吡啶鹽離子液體為活性組分,采用包埋法使離子液體封裝在SBA-16的超籠結(jié)構(gòu)中,構(gòu)建吡啶鹽離子液體納米反應器,并對其催化甲醇和三聚甲醛合成PODEn的反應進行研究。通過優(yōu)化反應條件得到最佳工藝參數(shù):反應...
【文章來源】:太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
1.1 前言
1.2 柴油添加劑
1.2.1 改善油品質(zhì)量的添加劑
1.2.2 促進燃燒的添加劑
1.2.3 消煙減污的添加劑
1.3 聚甲醛二甲醚
1.3.1 聚甲醛二甲醚的理化性質(zhì)
1.3.2 聚甲醛二甲醚的合成方法
1.3.3 聚甲醛二甲醚的反應機理
1.3.4 聚甲醛二甲醚的工藝研究
1.4 SBA系列介孔材料
1.4.1 SBA系列介孔材料的簡介
1.4.2 SBA系列介孔材料的應用
1.5 選題意義及內(nèi)容
第二章 實驗部分
2.1 實驗試劑與儀器設(shè)備
2.1.1 實驗試劑
2.1.2 儀器設(shè)備
2.2 樣品的制備
2.3 樣品的表征
2.3.1 X射線衍射(XRD)分析
2.3.2 紅外光譜(FT-IR)分析
2.3.3 N_2吸附-脫附分析
2.3.4 元素分析
2.3.5 X射線光電子能譜(XPS)分析
2.3.6 紫外光譜(UV)分析
2.4 聚甲醛二甲醚的合成反應
2.5 產(chǎn)品分析
第三章 吡啶鹽離子液體納米反應器的構(gòu)建及其催化合成PODEn
3.1 實驗部分
3.1.1 SBA-16載體的制備
3.1.2 SBA-16的孔徑調(diào)節(jié)
3.1.3 構(gòu)建吡啶鹽離子液體納米反應器
3.1.4 納米反應器催化合成PODEn
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 XRD分析
3.2.2 紫外分析
3.2.3 FT-IR分析
3.2.4 N_2吸附-脫附分析
3.2.5 XPS分析
3.2.6 元素分析
3.3 單因素條件的考察
3.3.1 原料醇醛摩爾比的影響
3.3.2 催化劑用量的影響
3.3.3 反應溫度的影響
3.3.4 反應時間的影響
3.4 SBA-16,ILs,ILs@SBA-16-C8的催化效果對比
3.5 聚甲醛二甲醚的形成機理
3.6 催化劑的循環(huán)利用性能
3.7 本章小結(jié)
第四章 咪唑鹽離子液體納米反應器的構(gòu)建及其催化合成PODEn
4.1 實驗部分
4.1.1 SBA-16載體的制備
4.1.2 SBA-16的孔徑調(diào)節(jié)
4.1.3 構(gòu)建咪唑鹽離子液體納米反應器
4.1.4 納米反應器催化合成PODEn
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 XRD分析
4.2.2 FT-IR分析
4.2.3 N_2吸附-脫附分析
4.3 兩類咪唑鹽離子液體為活性組分時催化活性的比較
4.4 催化劑的循環(huán)利用性能
4.5 小結(jié)
第五章 季膦鹽離子液體納米反應器的構(gòu)建及其催化合成PODEn
5.1 實驗部分
5.1.1 SBA-16載體的制備
5.1.2 SBA-16的孔徑調(diào)節(jié)
5.1.3 構(gòu)建季膦鹽離子液體納米反應器
5.1.4 納米反應器催化合成PODEn
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 XRD分析
5.2.2 紫外分析
5.2.3 FT-IR分析
5.2.4 N_2吸附-脫附分析
5.3 陰離子不同時催化活性的比較
5.4 催化劑的循環(huán)利用性能
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 實驗總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻
致謝
碩士學習期間研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]車用柴油質(zhì)量分析及添加劑改進效果分析[J]. 辛明東. 化工管理. 2018(03)
[2]中國能源供應與需求發(fā)展戰(zhàn)略思考[J]. 許江風. 中國石油和化工. 2018(01)
[3]柴油十六烷值改進劑應用探討[J]. 石培華. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2017(24)
[4]淺談汽車尾氣排放問題及節(jié)能減排的方法[J]. 甘星星. 內(nèi)燃機與配件. 2018(01)
[5]2016年世界能源供需情況分析與未來展望——基于《BP世界能源統(tǒng)計年鑒》與《BP世界能源展望》[J]. 代曉東,王余寶,畢曉光,路用瑞,梁繼航,郭文玉. 天然氣與石油. 2017(06)
[6]2016年中國能源供需解讀與未來展望[J]. 路用瑞,渠繼航,郭文玉,畢曉光,印樹明,代曉東. 天然氣技術(shù)與經(jīng)濟. 2017(05)
[7]天然氣經(jīng)濟研究所協(xié)辦《BP世界能源統(tǒng)計年鑒》成都發(fā)布會暨川渝地區(qū)油氣行業(yè)高端研討會并作主旨演講[J]. 高蕓,胡應富. 天然氣技術(shù)與經(jīng)濟. 2017(05)
[8]從我國煤炭工業(yè)現(xiàn)狀淺議能源金融[J]. 竇娟. 當代經(jīng)濟. 2017(20)
[9]柴油潤滑性與硫含量、組成等指標的關(guān)系研究[J]. 劉馨璐,張鳳泉,楊勇,董芳. 石油庫與加油站. 2017(02)
[10]聚甲氧基二甲醚對柴油質(zhì)量性能的影響[J]. 劉海利,詹月辰,陳春會,凌瑞楓. 石油商技. 2017(02)
碩士論文
[1]SBA-16負載金屬簇催化劑及其催化性能研究[D]. 韓武剛.太原理工大學 2016
[2]直噴式柴油機燃用甲醇—柴油混合燃料的性能研究[D]. 潘永方.河南科技大學 2010
[3]過渡金屬修飾的SBA-16分子篩催化苯直接羥化制苯酚[D]. 董永利.黑龍江大學 2008
本文編號:3375758
【文章來源】:太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
1.1 前言
1.2 柴油添加劑
1.2.1 改善油品質(zhì)量的添加劑
1.2.2 促進燃燒的添加劑
1.2.3 消煙減污的添加劑
1.3 聚甲醛二甲醚
1.3.1 聚甲醛二甲醚的理化性質(zhì)
1.3.2 聚甲醛二甲醚的合成方法
1.3.3 聚甲醛二甲醚的反應機理
1.3.4 聚甲醛二甲醚的工藝研究
1.4 SBA系列介孔材料
1.4.1 SBA系列介孔材料的簡介
1.4.2 SBA系列介孔材料的應用
1.5 選題意義及內(nèi)容
第二章 實驗部分
2.1 實驗試劑與儀器設(shè)備
2.1.1 實驗試劑
2.1.2 儀器設(shè)備
2.2 樣品的制備
2.3 樣品的表征
2.3.1 X射線衍射(XRD)分析
2.3.2 紅外光譜(FT-IR)分析
2.3.3 N_2吸附-脫附分析
2.3.4 元素分析
2.3.5 X射線光電子能譜(XPS)分析
2.3.6 紫外光譜(UV)分析
2.4 聚甲醛二甲醚的合成反應
2.5 產(chǎn)品分析
第三章 吡啶鹽離子液體納米反應器的構(gòu)建及其催化合成PODEn
3.1 實驗部分
3.1.1 SBA-16載體的制備
3.1.2 SBA-16的孔徑調(diào)節(jié)
3.1.3 構(gòu)建吡啶鹽離子液體納米反應器
3.1.4 納米反應器催化合成PODEn
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 XRD分析
3.2.2 紫外分析
3.2.3 FT-IR分析
3.2.4 N_2吸附-脫附分析
3.2.5 XPS分析
3.2.6 元素分析
3.3 單因素條件的考察
3.3.1 原料醇醛摩爾比的影響
3.3.2 催化劑用量的影響
3.3.3 反應溫度的影響
3.3.4 反應時間的影響
3.4 SBA-16,ILs,ILs@SBA-16-C8的催化效果對比
3.5 聚甲醛二甲醚的形成機理
3.6 催化劑的循環(huán)利用性能
3.7 本章小結(jié)
第四章 咪唑鹽離子液體納米反應器的構(gòu)建及其催化合成PODEn
4.1 實驗部分
4.1.1 SBA-16載體的制備
4.1.2 SBA-16的孔徑調(diào)節(jié)
4.1.3 構(gòu)建咪唑鹽離子液體納米反應器
4.1.4 納米反應器催化合成PODEn
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 XRD分析
4.2.2 FT-IR分析
4.2.3 N_2吸附-脫附分析
4.3 兩類咪唑鹽離子液體為活性組分時催化活性的比較
4.4 催化劑的循環(huán)利用性能
4.5 小結(jié)
第五章 季膦鹽離子液體納米反應器的構(gòu)建及其催化合成PODEn
5.1 實驗部分
5.1.1 SBA-16載體的制備
5.1.2 SBA-16的孔徑調(diào)節(jié)
5.1.3 構(gòu)建季膦鹽離子液體納米反應器
5.1.4 納米反應器催化合成PODEn
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 XRD分析
5.2.2 紫外分析
5.2.3 FT-IR分析
5.2.4 N_2吸附-脫附分析
5.3 陰離子不同時催化活性的比較
5.4 催化劑的循環(huán)利用性能
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 實驗總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻
致謝
碩士學習期間研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]車用柴油質(zhì)量分析及添加劑改進效果分析[J]. 辛明東. 化工管理. 2018(03)
[2]中國能源供應與需求發(fā)展戰(zhàn)略思考[J]. 許江風. 中國石油和化工. 2018(01)
[3]柴油十六烷值改進劑應用探討[J]. 石培華. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2017(24)
[4]淺談汽車尾氣排放問題及節(jié)能減排的方法[J]. 甘星星. 內(nèi)燃機與配件. 2018(01)
[5]2016年世界能源供需情況分析與未來展望——基于《BP世界能源統(tǒng)計年鑒》與《BP世界能源展望》[J]. 代曉東,王余寶,畢曉光,路用瑞,梁繼航,郭文玉. 天然氣與石油. 2017(06)
[6]2016年中國能源供需解讀與未來展望[J]. 路用瑞,渠繼航,郭文玉,畢曉光,印樹明,代曉東. 天然氣技術(shù)與經(jīng)濟. 2017(05)
[7]天然氣經(jīng)濟研究所協(xié)辦《BP世界能源統(tǒng)計年鑒》成都發(fā)布會暨川渝地區(qū)油氣行業(yè)高端研討會并作主旨演講[J]. 高蕓,胡應富. 天然氣技術(shù)與經(jīng)濟. 2017(05)
[8]從我國煤炭工業(yè)現(xiàn)狀淺議能源金融[J]. 竇娟. 當代經(jīng)濟. 2017(20)
[9]柴油潤滑性與硫含量、組成等指標的關(guān)系研究[J]. 劉馨璐,張鳳泉,楊勇,董芳. 石油庫與加油站. 2017(02)
[10]聚甲氧基二甲醚對柴油質(zhì)量性能的影響[J]. 劉海利,詹月辰,陳春會,凌瑞楓. 石油商技. 2017(02)
碩士論文
[1]SBA-16負載金屬簇催化劑及其催化性能研究[D]. 韓武剛.太原理工大學 2016
[2]直噴式柴油機燃用甲醇—柴油混合燃料的性能研究[D]. 潘永方.河南科技大學 2010
[3]過渡金屬修飾的SBA-16分子篩催化苯直接羥化制苯酚[D]. 董永利.黑龍江大學 2008
本文編號:3375758
本文鏈接:http://www.sikaile.net/projectlw/hxgylw/3375758.html
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