【摘 要】
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酯类基础油是一种高性能、多功能和环保的高端合成油,且随着主链长度和侧链数目增加,酯类基础油的粘度和粘度指数显著提高。因此酯类基础油具有很大的发展潜力,例如性能优异的三羟基丙烷酯和季戊四醇酯已经被大规模的应用,但是这些酯类的原料大都来自石油基产品。而从生物质出发制备的酯类润滑油基础油由于具有良好的生物降解性、可再生性和绿色环保的特点,被认为是优异的下一代润滑油基础油。5-羟甲基糠醛(HMF)可以通过
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)
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酯类基础油是一种高性能、多功能和环保的高端合成油,且随着主链长度和侧链数目增加,酯类基础油的粘度和粘度指数显著提高。因此酯类基础油具有很大的发展潜力,例如性能优异的三羟基丙烷酯和季戊四醇酯已经被大规模的应用,但是这些酯类的原料大都来自石油基产品。而从生物质出发制备的酯类润滑油基础油由于具有良好的生物降解性、可再生性和绿色环保的特点,被认为是优异的下一代润滑油基础油。5-羟甲基糠醛(HMF)可以通过糖类脱水而制得,它是一种重要而且用途广泛的生物质平台分子。通过将HMF深度加氢反应后可以得到稳定性更高的2,5-四氢呋喃二甲醇(BHMTHF),而将BHMTHF作为原料就可以使用化学催化酯化路线合成2,5-四氢呋喃二甲醇脂肪酸二酯,是一种潜在的生物基润滑油。本文选择以固体碱Zn-Al尖晶石做为催化剂催化BHMTHF与脂肪酸的酯化反应,主要结果如下:(1)制备了不同焙烧温度和Zn/Al摩尔比的Zn-Al尖晶石催化剂,进行了相应的XRD表征,研究两者因素对催化剂晶相的影响。根据催化BHMTHF与癸酸的酯化反应,最优催化剂制备条件为焙烧温度600℃和Zn/Al摩尔比1:2.5。并对催化剂进行了N2吸附-脱附、CO2-TPD、SEM和TEM等测试,进一步对所合成的系列2,5-四氢呋喃二甲醇脂肪酸二酯进行了定性和定量分析。(2)以固体碱Zn-Al尖晶石催化BHMTHF与癸酸酯化反应,研究温度、催化剂用量以及癸酸和BHMTHF摩尔比等条件对酯化反应的影响规律。最优反应条件的反应温度为150℃、癸酸和BHMTHF摩尔比为3:1、催化剂的量为1.5wt%,2,5-四氢呋喃二甲醇癸酸二酯的产率高达93%。并对不同脂肪酸(辛酸、癸酸和月桂酸)进行了催化酯化,高收率的得到了系列2,5-四氢呋喃二甲醇脂肪酸二酯样品。二酯的粘度指数较高,有望作为一种新型的生物基润滑油。
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