低共熔体系催化制备生物柴油的工艺研究

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1、学号：12102630常州大学硕士学位论文低共熔体系催化制备生物柴油的工艺研究研究生姜晨宁指导教师方东学科、专业名称化学工艺研究方向绿色化学2015年5月StudyonthepreparationtechnologyofbiodieselcatalyzedbyadeepeutecticsystemADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByChenningJiangChemicalTechnologyDissertationSupervisor:Prof.DongFangMay，2015常州大学学位论

2、文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公

3、布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要生物柴油是指以植物油、动物油脂为原料通过与低碳链醇发生酯交换反应生成的高级脂肪酸酯。生物柴油与传统的化石能源相比，不仅具有相似的燃料性能，而且对环境危害较轻，能够再生，是一种替代化石燃料的理想能源。目前世界上，生物柴油的制备大部分都是采用的酯交换法，低共熔体系是指低共熔离子液体（D

4、eepEutecticIonicLiquid）与NaOH组成的混合体系，采用低共熔体系催化酯交换反应制备生物柴油相比其他催化剂有很大的优势。低共熔体系相比传统碱催化剂，产率更高，而且消除了乳化现象，简化了工艺流程；相比传统离子液体催化剂，低共熔离子液体合成工艺十分简单，原料易得且价格低廉。因此研究低共熔体系催化制备生物柴油具有重要的理论意义与实际价值。论文首先合成了氯化胆碱/甘油低共熔离子液体，然后采用红外光谱、热重分析、荧光光谱、线性扫描伏安、快速生物降解等手段对其进行了表征，并对其理化性质进行了测定。同时，建立了大豆油和生物柴油物化性质以及产

5、品组成的分析方法。论文采用单因素试验的方法考察了生物柴油制备的各项影响因素，结果发现生物柴油制备的最佳工艺条件为：醇油摩尔比为6:1，反应时间为2h，反应温度为65℃，低共熔离子液体的用量为大豆油质量的10%，NaOH的用量为大豆油质量的1%。论文还采用响应面设计的方法优化了生物柴油制备的最佳工艺条件，由Design-Export8.0响应面软件预测得到的生物柴油制备的最佳工艺条件为：醇油摩尔比为6.79:1、反应时间为2.18h，低共熔离子液体的用量为大豆油质量的9.35%，NaOH的用量为大豆油质量的1.01%，此时预测的生物柴油产率最大值为

6、99.427%，实际产率为98.78%。影响生物柴油产率的因素的强弱关系为：醇油摩尔比＞DES用量＞NaOH用量＞反应时间。论文还根据催化原理再结合实际反应，推测了低共熔体系催化酯交换反应的反应机理；并对产品生物柴油的各项质量指标进行了测定，结果证明其符合国内外生物柴油的各项标准；最后分析了低共熔体系催化制备生物柴油产业化的经济可行性。关键词:低共熔离子液体；生物柴油；酯交换；催化ABSTRACTBiodieselisakindofseniorfattyacidesterwhichcanbepreparedfromanimalfatsorabun

7、dantvegetableoilsthroughthetransesterification.Tocomparewiththetraditionalpetroleumdiesel,biodieselnotonlyhasthesamecombustionperformance,butaslohastheadvantagesofrenewalandenvironmentalprotection.So,itisanidealalternativetothepetroleumdieselfuel.Andnow,themajorpreparationmet

8、hodisthetransesterification.Thedeepeutecticsystem,whichisamixtureofd