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3D层状生物炭固体酸的构筑及其高效催化制备生物柴油的研究

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3D层状生物炭固体酸的构筑及其高效催化制备生物柴油的研究

作者：黄金术贵州大学

学位级别：硕士

随着全球工业化的快速发展,预计2015年至2040年间,全球化石能源消费总量将增长28%,从而导致化石能源储存量逐步减少。与此同时,人们的环保意识和不断增长的能源需求正在激发世界各国寻求可再生能源的发展热情。生物柴油作为一种含硫量... 详细信息

随着全球工业化的快速发展,预计2015年至2040年间,全球化石能源消费总量将增长28%,从而导致化石能源储存量逐步减少。与此同时,人们的环保意识和不断增长的能源需求正在激发世界各国寻求可再生能源的发展热情。生物柴油作为一种含硫量低的清洁可再生能源,在众多可再生能源中脱颖而出并逐渐得到广泛应用。长期以来,它不仅被视为可持续的绿色燃料,而且被视为合成精细化学品（如工业溶剂、表面活性剂和润滑剂）的原料或中间体。生物炭催化剂因其具有环保、经济、可再生的特点被广泛用于催化制备生物柴油。然而,通过传统热解方法（热解,气化及水热碳化）是在高温条件下直接处理生物质制备的生物炭比表面积小,酸含量较低（-OH、-COOH、-SOH）,能耗大及易结块等不足。因此,基于目前生物炭催化剂制备存在的问题,本研究开发制备生物炭的新策略,在低温下制备具有比表面大,酸密度高及疏松多孔的层状生物炭催化剂,实现高效催化油脂制备生物柴油。（1）以不同的木质素衍生单体（4-甲基苯酚、4-乙基苯酚、4-丙基苯酚）为碳源,在低温（80℃）下制备了酸性生物炭催化剂。并对催化剂进行了一系列表征（如XPS、FT-IR、AFM、拉曼、SEM、HR-TEM和BET等）和活性测试。发现炭质催化剂（PPR-SOH-80）由层状碳聚集而成的不规则颗粒组成,具有大的比表面积（165.2 m/g）和良好的热稳定性。同时,PPR-SOH-80催化剂具有较高的-SOH密度（3.56 mmol/g）,该密度随碳缺陷的程度而增加。重要的是,通过响应曲面法（RSM）优化了油酸酯化反应制备生物柴油（FAMEs）的条件,在最佳条件下（CA=2.2 wt.%,t=2.8 h,T=78℃,M/O摩尔比=14:1）,FAMEs的产率达97.1%。结果表明,PPR-SOH-80催化剂含一定量的-OH和-COOH与-SOH共存可以显著促进生物柴油的生成。此外,对酯化反应体系的动力学进行了研究,计算出活化能为27.7 k J/mol,低于先前报道的研究。PPR-SOH-80催化剂在重复使用4次后,该生物炭催化剂表现出良好的稳定性,生物柴油产率为90.3%。（2）在（1）的基础上对制备的酸性生物炭催化剂进行改进,以获得具有更高效和普遍适用性的酸性生物炭催化剂。通过调节木质素衍生单体的混合比率调节生物炭催化剂的层间距从而调节其酸密度和比表面积,从而提高催化剂的催化活性。进一步地,对所制备的催化剂进行了一系列表征（如XPS,T-IR,AFM,拉曼,SEM和BET等）并用于催化非食用麻疯树油（JO）生产生物柴油。结果表明,PAP-MEPP-C生物炭催化剂为三维的层状结构,其酸密度可通过改变单体组成来控制。同时,采用响应面法（RSM）优化了PAP-MEPP-C催化制备生物柴油的反应参数,得到的最大生物柴油产率为97.2%。将PAP-MEPP-C催化剂用于催化不同的脂肪酸（月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸及硬脂酸）以及小球藻油与甲醇发生酯化/酯交换反应制备生物柴油。在RSM优化的最佳工艺条件下,PAP-MEPP-C催化剂催化脂肪酸和小球藻油都获得了较好的转化率（>96%）,表明PAP-MEPP-C催化剂具有良好的催化活性和普适性。此外,与其他测试的酸催化剂相比,PAP-MEPP-C催化剂催化过程具有较低的活化能（36 kJ/mol）,可进一步来证明其具有优异催化性能的缘由。PAP-MEPP-C催化剂具有较高的稳定性,在重复使用4次后,生物柴油产率仍然保持在90%以上。

关键词：木质素衍生单体生物炭催化剂非食用油生物柴油可再生能源

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鉴定食用油中掺入非食用油的方法

食品安全导刊 2017年第12X期 90-90页

作者：习文哈尔滨市产品质量监督检验院

油脂质量和我国人民群众身体健康之间的关系极为密切。随着我国社会经济稳步发展,我国人民的生活质量水平得到了大幅度提升,因此油脂生产及贸易市场越发活跃起来,人民群众对油脂及油脂类食品的质量提出更高的要求。因此,需要使用新型技... 详细信息

油脂质量和我国人民群众身体健康之间的关系极为密切。随着我国社会经济稳步发展,我国人民的生活质量水平得到了大幅度提升,因此油脂生产及贸易市场越发活跃起来,人民群众对油脂及油脂类食品的质量提出更高的要求。因此,需要使用新型技术来对油脂进行检验,以便于让我国油脂质量得到保证,最终为我国和谐社会的构建做出一定贡献。

关键词：食用油非食用油检定技术

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油料作物非食用目的品质改良

世界农业 1994年第3期 27-28页

作者：戚存扣

油料作物非食用目的品质改良过去十年，植物油非食用目的的开发重新引起人们的极大兴趣。这是因为，（１）高产粮食作物的发展造成仓容过载，食品过剩，迫使弃耕、抛荒严重，尤其在欧洲和北美洲。当务之急是给抛荒土地寻求新的作物。（... 详细信息

油料作物非食用目的品质改良过去十年，植物油非食用目的的开发重新引起人们的极大兴趣。这是因为，（１）高产粮食作物的发展造成仓容过载，食品过剩，迫使弃耕、抛荒严重，尤其在欧洲和北美洲。当务之急是给抛荒土地寻求新的作物。（２）目前的油脂化学工业主要依赖于一...

关键词：油料作物非食用油品质育种

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地沟油管理渐入正轨

福建质量管理 2007年第8期 35-37页

作者：卢晓苏

说起地沟油,人们必是皱起眉头。地沟油是质量、卫生极差,过氧化值、酸价、水分严重超标的非食用油。通俗地讲,地沟油可分为以下几类:一是狭义的地沟油,即将下水道中的油腻漂浮物或者将宾馆、酒楼的剩饭、剩菜(通称泔水)经过简单加工、... 详细信息

说起地沟油,人们必是皱起眉头。地沟油是质量、卫生极差,过氧化值、酸价、水分严重超标的非食用油。通俗地讲,地沟油可分为以下几类:一是狭义的地沟油,即将下水道中的油腻漂浮物或者将宾馆、酒楼的剩饭、剩菜(通称泔水)经过简单加工、提炼出的油;二是劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油;三是用于油炸食品的油使用次数超过规定要求后,

关键词：地沟油非食用油生物柴油过氧化值食用油脂餐饮业使用次数下水道经营者餐馆

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棉籽产品

中国棉花加工 1994年第2期 44-47,37页

作者：郑通中华棉麻总公司

棉籽产品中华棉麻总公司郑通译棉籽油近些年来，每吨棉籽平均可产３２５磅棉籽油，９２０磅棉粕，５１０磅棉籽壳，１６７磅棉短绒，加工损失达７８磅。根据棉籽质量、榨油方法及市场条件，这些平均产量因地区不同、年份不同、工厂不同... 详细信息

棉籽产品中华棉麻总公司郑通译棉籽油近些年来，每吨棉籽平均可产３２５磅棉籽油，９２０磅棉粕，５１０磅棉籽壳，１６７磅棉短绒，加工损失达７８磅。根据棉籽质量、榨油方法及市场条件，这些平均产量因地区不同、年份不同、工厂不同而不同。在棉籽的四种主要产品中，棉...

关键词：棉籽产品棉籽油食用油非食用油棉籽壳

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世界植物油市场价格趋涨

中国乡镇企业信息 1997年第1期 42-43页

世界植物油市场至下世纪初的前景是供应不足,价格上涨。植物油对于有关工业的原料需求来说过于昂贵,这将使现有生物柴油工业必须日益寻求其它原料,例如非食用油或不能再食用的油脂(如烹调废油)。据德国《油世界》周刊出版人1996年9月下... 详细信息

世界植物油市场至下世纪初的前景是供应不足,价格上涨。植物油对于有关工业的原料需求来说过于昂贵,这将使现有生物柴油工业必须日益寻求其它原料,例如非食用油或不能再食用的油脂(如烹调废油)。据德国《油世界》周刊出版人1996年9月下旬预测,至下世纪初,由于供应不足。

关键词：植物油价格趋涨生物柴油世界供应不足油脂世纪初非食用油市场菜籽油

由卫生知识培训看现行法律、法规中存在的欠缺

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