【摘 要】
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生物柴油是一种可替代化石燃料的可再生绿色能源。将黑水虻转化固态有机废弃物得到的油脂资源用于制备生物柴油,对于解决能源与环境问题具有重要的现实意义。由于黑水虻蛹壳含有丰富的几丁质,可作为一种生物质碳源合成碳基固体酸催化剂用于催化油脂酯交换反应,同时实现黑水虻蛹壳的资源化利用。本论文以黑水虻蛹壳制备碳基固体酸,用于催化黑水虻油脂合成生物柴油。主要研究结果如下:(1)以黑水虻蛹壳为碳源制备了一种新型生物
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生物柴油是一种可替代化石燃料的可再生绿色能源。将黑水虻转化固态有机废弃物得到的油脂资源用于制备生物柴油,对于解决能源与环境问题具有重要的现实意义。由于黑水虻蛹壳含有丰富的几丁质,可作为一种生物质碳源合成碳基固体酸催化剂用于催化油脂酯交换反应,同时实现黑水虻蛹壳的资源化利用。本论文以黑水虻蛹壳制备碳基固体酸,用于催化黑水虻油脂合成生物柴油。主要研究结果如下:(1)以黑水虻蛹壳为碳源制备了一种新型生物质碳基固体酸,采用FT-IR、SEM、XRD、XPS等手段对其进行了表征,结果表明催化剂为一种无定形碳结构,并成功的引入了磺酸基团。将所制备的固体酸用于催化油酸与甲醇的酯化反应,根据油酸的转化率确定催化剂的最佳制备条件为:碳化温度400℃、碳化时间2 h、磺化温度100℃、磺化时间4 h。优化了生物质碳基固体酸催化油酸与甲醇酯化反应参数,得到最佳反应条件为:催化剂用量为10 wt%、醇酸摩尔比为8:1、反应温度为65℃、反应时间为6 h,此条件下油酸的转化率为93.2%。(2)研究了以蛹壳为碳源与磁性Fe3O4结合制备了生物质磁性碳基固体酸催化剂,采用FT-IR、SEM、XRD、XPS、VSM等手段对其进行了表征,结果表明催化剂具有较强的磁性。将所制备的磁性固体酸催化剂用于催化黑水虻油脂与甲醇酯交换反应,得到催化剂的最佳制备条件为:蛹壳与磁性颗粒的质量比为2:1、碳化温度400℃、碳化时间2 h、磺化温度100℃、磺化时间4 h。优化了生物质磁性碳基固体酸催化黑水虻虫油与甲醇反应的最佳条件为:催化剂用量为10 wt%、醇油质量比为5:10、反应温度为65℃、反应时间为6 h,此条件下黑水虻油脂的转化率为91.9%。
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