随着石化柴油燃烧引起的环境污染日益严重,石油能源储量的日益减少,国际油价的大幅飙升,以及最近发生的墨西哥湾漏油事件,都让人们意识到人类对于石油资源的过分依赖所造成的严重后果,因此,进行洁净高效、可再生的生物质能源的开发很有必要。生物柴油是一系列长链脂肪酸的单烷基酯,具有与石化柴油相似的燃烧性能,并且具有原料可再生、含氧量高,燃烧彻底,二氧化硫等污染物排放少等特点,因此成为极具发展前途的石化柴油替代品。本课题组[1-3]曾以新型酯交换试剂DMC和棕榈油为原料制备了无甘油副产的DMC-棕榈油基生物柴油,成功解决了甲醇基生物柴油存在的原料利用率低,粗产甘油过剩的问题。但DMC-棕榈油生物柴油存在冷滤点和倾点偏高,油品低温流动性差的问题,因此大大限制了DMC-棕榈油生物柴油的应用。本文即是在实验室前期工作的基础上,通过原料油以及酯交换试剂的选择来对生物柴油的低温流动性进行改善,并对改善后的生物柴油进行燃烧性能的测试。首先,选择具有较高不饱和度的玉米油为原料进行DMC-玉米油生物柴油的制备。并在采用甘油与DMC反应模拟合成并分离出生物柴油副产物甘油一碳酸酯的基础上,利用气相色谱、核磁共振碳谱对副产物的结构进行定性分析,确证了其五元环结构。为了更好的分析DMC-玉米油基生物柴油的组成,利用高温色谱柱及气相色谱、以十七烷酸甲酯为内标物建立了DMC-玉米油基生物柴油主要成分脂肪酸甲酯的定量分析方法。当DMC与玉米油以9：1酯油摩尔比、16.25%KOH催化剂催化下、在85℃反应9h得到的生物柴油中脂肪酸甲酯的收率90.7%。对DMC-玉米油基生物柴油进行了物理性能的考察,发现该生物柴油的冷滤点、倾点分别为-9℃、-11℃,远远低于零号柴油的冷滤点和倾点,符合油品的要求。其次,选择长链酯交换试剂进行生物柴油的制备和产物组成的表征。发现使用新型酯交换试剂碳酸二乙酯(DEC)替代碳酸二甲酯(DMC)与棕榈油进行酯交换反应制备的生物柴油将冷滤点、倾点从11℃、9℃降低到了-8℃、-9℃,很好的改善了生物柴油的低温流动性。同时利用高温色谱柱及气相色谱、以十七烷酸甲酯为内标物建立了棕桐油基DEC生物柴油主要成分脂肪酸乙酯的定量分析方法。此方法精密度高、准确度高、重复率好且操作简便易行,满足定量研究的要求。最后,选择具有较高不饱和度的玉米油为原料、采用长链酯交换试剂的方法来改善生物柴油的低温流动性均到达了较好的效果。综合对比两者发现采用具有较高不饱和度的玉米油来替代棕榈油合成生物柴油的方式有成本低、反应时间短、冷滤点及倾点更低的优点,故选用DMC-玉米油基生物柴油来进行生物柴油燃烧性能的研究。考察了DMC-玉米油基生物柴油的各项物理性能,同时从发动机的动力性、经济性、尾气排放及固体颗粒排放等方面考察了DMC-玉米油基生物柴油混合燃料B10((?)号柴油与生物柴油按照90：10的体积比混合)的燃烧性能,并进一考察副产物甘油一碳酸酯、酯交换试剂DMC存在对混合燃料燃烧性能的影响。结果表明,玉米油生物柴油样品的密度、闪点、运动粘度、酸值、冷滤点及倾点,均达到国标要求；玉米基生物柴油中饱和脂肪酸甲酯的含量较低(15%),其冷滤点、倾点分别为-9℃、-11℃,远远低于0号柴油2℃、0℃,因此比0号柴油有更好的低温流动性。混合燃料可直接运用于发动机,动力性略有降低,燃料油耗略有升高；CO、HC、醛类、S02排放量略有增加,NOX、烟度、CO2略有降低；小颗粒数量排放增加,大颗粒数量排放降低,颗粒分布向小粒径方向移动；总颗粒质量、聚集态颗粒质量排放降低,核模态颗粒质量排放增加。副产物甘油一碳酸酯、酯交换试剂DMC存在对混合燃料燃烧性能的影响较小。