【摘 要】
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目前生物柴油生产与开发已成为世界各国解决能源短缺问题竞相研究的热点。生物柴油是一种典型的“绿色能源”,工业化生产生物柴油主要是化学催化法,其中催化剂工艺和原料来源
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目前生物柴油生产与开发已成为世界各国解决能源短缺问题竞相研究的热点。生物柴油是一种典型的“绿色能源”,工业化生产生物柴油主要是化学催化法,其中催化剂工艺和原料来源、价格是生物柴油工业化生产的关键。本文主要研究了碱土金属氧化物系列的负载型磁性催化剂(KF/MO-Fe3O4,M=Mg,Ca,Sr)的制备条件的优化和材料表征,并将系列催化剂中催化效率最高、制备最简单的催化剂用于乌桕梓油的酯交换反应制备生物柴油。主要研究内容如下:(1)研究了磁性纳米固体碱催化剂KF/MgO-Fe3O4的最优制备条件,并采用透射电镜(TEM)、低温N2吸附-脱附、X-射线粉末衍射(XRD)和Hammett指示剂等方法表征该催化剂的结构、形貌、成分和碱强度。(2)研究了磁性纳米固体碱催化剂KF/CaO-Fe3O4的最优制备条件,并采用透射电镜(TEM)、低温N2吸附-脱附、X-射线粉末衍射(XRD)、拉曼(Raman)、Hammett指示剂和振动样品磁强计(VSM)等方法表征该催化剂的结构、形貌、成分和碱强度。(3)研究了磁性纳米固体碱催化剂KF/SrO-Fe3O4的最优制备条件,并采用透射电镜(TEM)、低温N2吸附-脱附、拉曼(Raman)和Hammett指示剂等方法表征该催化剂的结构、形貌、成分和碱强度。(4)经比较研究发现,在碱土金属氧化物系列的负载型磁性催化剂中,催化剂KF/CaO-Fe3O4的制备较简单,并且催化效率较高。因此,选择催化剂KF/CaO-Fe3O4以进一步研究该催化剂的最优酯交换反应条件、催化剂耐酸耐水性能和回收、重复利用及再生性能等。初步探讨了催化反应机理。(5)设计了磁性纳米固体碱催化剂制备乌桕梓油生物柴油的生产工艺,并设计了一种有效的磁性分离管,用来辅助分离磁性催化剂。
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