積極發(fā)展生物柴油等可再生能源可改善我國(guó)“富煤貧油少氣”的能源消費(fèi)與儲(chǔ)備格局,以均相堿催化酯交換為主的生物柴油商業(yè)生產(chǎn)工藝耗能高且污染環(huán)境。常規(guī)鈣基非均相堿催化劑能夠避免上述問(wèn)題,但其催化活性低。因此,本文制備了基于鍶改性及電石渣（carbide slag, CS）的環(huán)保、廉價(jià)和高效的鈣基非均相堿酯交換催化劑。本文以基于鍶改性和CS的鈣基非均相堿催化劑為研究對(duì)象,從酯交換熱力學(xué)計(jì)算、催化劑表征、反應(yīng)條件影響規(guī)律和產(chǎn)物生物柴油的理化性質(zhì)等方面出發(fā),研究這兩種鈣基非均相堿催化酯交換的反應(yīng)特性和機(jī)理。采用基團(tuán)貢獻(xiàn)法和經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)原料油主要成分亞油酸和油酸的酯交換反應(yīng)進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算。酯交換反應(yīng)由連續(xù)三個(gè)可逆反應(yīng)組成,即甘油三酸酯生成甘油二酸酯的R1、甘油二酸酯生成甘油單酸酯的R2和甘油單酸酯生成甘油的R3。在298-498 K范圍內(nèi),R3的反應(yīng)焓、反應(yīng)熵和吉布斯自由能隨溫度的增加而逐漸增大,放熱量逐漸減少后吸熱量逐漸增大,酯交換系統(tǒng)向外界提供的能量減少,反應(yīng)逆向進(jìn)行程度增加；R1和R2的平衡常數(shù)隨溫度的增加而逐漸增大,反應(yīng)逆向進(jìn)行程度增加。在298-428 K的低溫段可促使反應(yīng)正向進(jìn)行,以花生油和... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)說(shuō)明
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 生物柴油生產(chǎn)工藝的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 生物柴油簡(jiǎn)介
        1.2.2 生物柴油生產(chǎn)的原料油
        1.2.3 生物柴油的生產(chǎn)方法
    1.3 非均相堿酯交換催化劑
        1.3.1 非均相堿催化劑的優(yōu)勢(shì)
        1.3.2 非均相堿催化酯交換的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 鍶改性和電石渣催化酯交換反應(yīng)的可行性
    1.4 立題依據(jù)與研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與材料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與方法
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 催化劑表征儀器與方法
    2.3 原料油成分分析與理化指標(biāo)
    2.4 本章小結(jié)
3 酯交換熱力學(xué)計(jì)算
    3.1 酯交換組分熱力學(xué)參數(shù)
    3.2 酯交換子反應(yīng)熱力學(xué)參數(shù)
    3.3 溫度對(duì)熱力學(xué)參數(shù)的影響規(guī)律
        3.3.1 溫度對(duì)反應(yīng)焓的影響
        3.3.2 溫度對(duì)反應(yīng)熵的影響
        3.3.3 溫度對(duì)反應(yīng)吉布斯自由能的影響
        3.3.4 溫度對(duì)反應(yīng)平衡常數(shù)的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 常規(guī)堿催化酯交換反應(yīng)規(guī)律分析
    4.1 NaOH催化酯交換的規(guī)律分析
    4.2 KOH催化酯交操的規(guī)律分析
    4.3 CaO催化酯交換的規(guī)律分析
    4.4 SrO/CaO制備優(yōu)化及催化酯交換規(guī)律
        4.4.1 SrO/CaO制備條件的優(yōu)化
        4.4.2 SrO/CaO催化酯交換的規(guī)律分析
    4.5 本章小結(jié)
5 電石渣催化酯交換反應(yīng)規(guī)律與機(jī)理分析
    5.1 電石渣催化酯交換的規(guī)律分析
        5.1.1 電石渣的表征分析
        5.1.2 酯交換反應(yīng)預(yù)測(cè)模型
        5.1.3 反應(yīng)因素的交互影響規(guī)律
    5.2 不同煅燒溫度電石渣催化酯交換的規(guī)律分析
        5.2.1 不同煅燒溫度電石渣的表征分析
        5.2.2 反應(yīng)因素的影響規(guī)律
        5.2.3 酯交換反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型
    5.3 KF/CS催化酯交換的規(guī)律分析
        5.3.1 KF/CS的表征分析
        5.3.2 反應(yīng)條件的影響規(guī)律
    5.4 CSA催化酯交換的規(guī)律分析
        5.4.1 CSA的表征分析
        5.4.2 反應(yīng)因素的影響規(guī)律
    5.5 電石渣催化酯交換反應(yīng)機(jī)理分析
        5.5.1 電石渣催化酯交換機(jī)理
        5.5.2 電石渣中雜質(zhì)的影響
    5.6 本章小結(jié)
6 生物柴油理化特性
    6.1 生物柴油的理化指標(biāo)
    6.2 生物柴油熱解特性
        6.2.1 生物柴油成分分析
        6.2.2 生物柴油熱解特性
    6.3 生物柴油燃燒特性
    6.4 本章小結(jié)
7 全文總結(jié)與建議
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    7.3 未來(lái)研究建議
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間主要成果
ENGLISH PAPER
    Paper Ⅰ:An optimization study on transesterification catalyzed by the activated carbideslag through the response surface methodology
    Paper Ⅱ:A study on the catalytic performance of carbide slag in transesterification andthe calculation of kinetic parameters
附表



本文編號(hào)：3182581