低溫共熔離子液體用于制備生物柴油的研究.pdf

1、作為一種化石能源的可再生替代能源,近年來(lái)生物柴油倍受關(guān)注。一般情況下,生物柴油是在均相堿催化劑和固體堿催化劑的催化作用下生產(chǎn)的。然而,均相堿催化劑存在設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染問(wèn)題且易發(fā)生副反應(yīng),而固體堿催化劑在其真正的工業(yè)化應(yīng)用上仍面臨活性和穩(wěn)定性等問(wèn)題。
　　針對(duì)生物柴油工業(yè)化生產(chǎn)中面臨的瓶頸問(wèn)題,本研究向制備生物柴油的反應(yīng)體系中引入一種無(wú)毒、可生物降解且廉價(jià)易得的新型離子液體--低溫共熔離子液體(Deep Eutectic Solv

2、ent,DES),旨在改善并創(chuàng)造新的反應(yīng)體系相態(tài),進(jìn)一步促進(jìn)反應(yīng)并簡(jiǎn)化后續(xù)的產(chǎn)物分離。本文以菜籽油為生物柴油的原料、以氯化膽堿:甘油按摩爾比1:2混合制得DES,分別對(duì)DES用于均相和非均相催化制備生物柴油的反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了深入研究。
　　首先建立了產(chǎn)品的氣相色譜分析方法,進(jìn)而采用響應(yīng)曲面法中的BBD設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)反應(yīng)的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。以NaOH為均相催化劑時(shí),最佳反應(yīng)條件為:醇油比6.95,NaOH用量1.34％,DES用量9

3、.27%,在此條件下生物柴油收率為98.05%,高于未加DES的反應(yīng)收率81.48%;以CaO為非均相催化劑時(shí),最佳反應(yīng)條件為:醇油比14.46,CaO用量8.08%,DES用量10.41%,在此條件下,生物柴油收率為94.85%,高于未加DES的反應(yīng)收率87.33%。數(shù)據(jù)分析和驗(yàn)證結(jié)果表明優(yōu)化方法是成功的。DES的加入改變了反應(yīng)體系中各物質(zhì)的相態(tài)分布,其優(yōu)異的溶解性能有助于抑制副反應(yīng),提高產(chǎn)物收率,并簡(jiǎn)化后續(xù)產(chǎn)物分離過(guò)程。