固体酸催化白花树果油制备生物柴油及环氧增塑剂的研究

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1、中国酵耋斜学坼宪院学位论文学位论文作者指导教师姓名指导小组成员申请学位级别专业名称研究方向论文答辩日期刘振兴聂小安研究员夏建陵研究员戴伟娣副研究员硕士应用化学生物质化学与利用2014年6月中国·北京DissertationfortheDegreeCandidate：Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：LiuZhen—xingNieXiao．anXiaJian-lingDaiWei—diMasterAppliedChemistryD

2、ateofDefence：June2014Degree·-Conferring··Institution：ChineseAcademyofForestry独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特另tlDH以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：》粉日期测牛年6月彩日学位

3、论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中国林业科学研究院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。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：2规嘶年6月2石目舢捻为翩虢笔以测午年6月髟日学位论文作者毕业联系方式工作单位：中国林业科学研究院林产化学工业研究所联系电话：15996216595电子邮件：n

4、an．gong．ci@163．corn通讯地址、邮编：江苏省南京市玄武区锁金五村16号，210042摘要在资源短缺、环境污染等问题日益突出的今天，生物质资源化学转化利用是各国研究的热点，以生物质资源代替化石资源、以生物基材料代替石化材料，为发展绿色经济、循环经济奠定了基础。动植物油脂是一种重要的生物质资源。本文主要针对动植物油脂酯交换、环氧化利用过程中传统均相酸碱催化剂腐蚀设备、后处理复杂、污染环境等弊端，以及传统固体催化剂活性低、回收难的问题，重点开发了新型的酯交换用负载型高效磁性固体酸催化剂S2082／ZR02．A1203

5、．Fe304和HPWA／Si02．Fe304、环氧化用过氧磷钨酸盐相转移催化齐IJ(C21H38N)3[PW4016]，以白花树果油为原料，研究了绿色催化体系下木本油脂的综合利用技术，对所制新型催化剂及生物基产品进行了系统的表征与性能分析，评价了其应用前景。主要研究成果归纳如下：1、采用化学共沉淀法合成了纳米Fe304磁基体，经包覆、浸渍、活化处理后制得磁性固体超强酸$2082-1ZR02．A1203．Fe304，对其进行结构、酸性、磁性表征发现：S2082-促进剂以螯合双配位和桥式双配位两种方式与Zr02结合，增强了Zr4+

6、表面的L酸强度，催化剂具有超强酸性；A1203和Fe304的引入抑制了Zr02由四方晶型向单斜晶型的转变，增强了其稳定性；催化剂颗粒细小，磁基体、磁载体均为纳米级，煅烧处理后形成介孔结构，平均孔径为4．26nm，比表面积为140．75m2／g，孔容为0．141cm3／g；Fe304赋予了催化剂良好的超顺磁性，活化处理后比饱和磁化强度为7．63emu／g。催化剂经2．5mol／L(NH4)2S208溶液浸渍，600℃煅烧3h后，以白花树果油酯交换制备生物柴油考察了其催化性能，最佳反应条件为醇油摩尔比8：1，催化剂用量8％，反应温

7、度75℃，反应时间4．5h，此时原料油转化率可达89．3％。$2082／Zr02．A1203．Fe304活性较高，但重复利用性一般，存在严重的表面积炭和硫流失现象，第5次利用时，催化转化率仅为29．4％。2、通过溶胶．凝胶法对Fe304磁基体进行了Si02包覆及磷钨酸负载，制得磁性杂多酸HPWA／Si02-Fe304，表征发现：Si02的引入未破坏Fe304磁基体的立方尖晶体结构，催化剂保持了磷钨酸母体的Keggin结构，具有中强酸性；通过固载极大地改善了磷钨酸原有的孔道结构，其比表面积、孔容分别增大了477．4％、300％，

8、孔径减小了50％，有利于催化活性的提高；HPWA／Si02．Fe304表现出良好的超顺磁性，300℃煅烧后比饱和磁化强度为24．17emu／g。以白花树果油酯交换制备生物柴油考察了其催化性能，最佳反应条件为：醇油摩尔比12：1，催化剂用量10％，反应温度75℃，反应时间6h，