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超声波下膨润土基双亲复合催化剂对多不饱和脂肪酸甲酯催化转移加氢及高选择顺式单不饱和产物生成机理
超声波下膨润土基双亲复合催化剂对多不饱和脂肪酸甲酯催化转移加氢及高选择顺式单不饱和产物生成机理
| 成果信息 |
| 项目年度编号： |
2500060404 |
| 限制使用： |
国内 |
| 省市： |
广西 |
| 中图分类号： |
TQ426.6 |
| 成果类别： |
应用技术 |
| 成果公布年份： |
2024 |
| 关键词： |
复合催化剂
生物柴油
反应工艺
|
| 成果简介： |
①课题来源与背景：基于酯交换法的诸多优势，如操作过程相对简易、反应温度低、可常压进行、催化剂廉价易得、安全性高等，此方法仍然是工业中最主要的生物柴油生产方式。但酯交换法所得生物柴油含较多多不饱和脂肪酸甲酯(例如亚麻酸甲酯 C18：3、亚油酸甲酯 C18：2 等)，造成产品抗氧化能力差、品质低，不利于生物柴油产品的存储、运输，且导致燃烧性能差[5]。因此，针对酯交换法生产的生物柴油进行加氢处理，以使生物柴油中多不饱和脂肪酸甲酯(例如亚麻酸甲酯C18：3、亚油酸甲酯 C18：2 等)加氢转化为性能稳定、品质较高的顺式单不饱和脂肪酸甲酯 c-C18：1，并避免造成产品流动性降低的饱和脂肪酸甲酯 C18：0、反式单不饱和脂肪酸甲酯 t-C18：1 的大量生成，具有重要的现实意义和价值。
②研究目的与意义：将具有亲酯性的季铵盐十六烷基三甲基溴化铵（CTMA）组分引入膨润土，制备出有机膨润土，然后再通过浸渍法将加氢催化活性金属 Pd离子固载于有机膨润土，并再经化学还原法还原，最终制备出膨润土基 Pd 负载亲脂性复合催化剂。在水为溶剂、异丙醇为供氢体的 CTH 反应体系中，系统研究复合催化剂对麻风树生物柴油催化转移加氢，并基于复合催化剂的亲油脂性能、孔结构特性，系统解析复合催化剂对麻风树生物柴油中多不饱和脂肪酸甲酯C18：2催化加氢的高选择性机理，掌握描述生物柴油 CTH 反应可控选择性的基础性数据。在此基础上一步研究该膨润基基复合催化剂下对麻风树生物柴油 CTH反应过程，明确加氢精制麻风树生物柴油 C18：n 组分及含量随各工艺参数变化的分布规律，研究麻风树生物柴油 CTH 反应的动力学模型，确定麻风树生物柴油CTH 的最佳反应工艺，实现麻风树生物柴油的加氢提质。项目研究成果能够为含多不饱和脂肪酸甲酯生物柴油可控选择性 CTH 提供重要理论指导和技术参考，为优化生物柴油生产技术、实现绿色节能化生产拓宽方向。项目取得的成果有利于麻风树生物柴油产业的发展，同时也利于广西区膨润土矿产资源高附加值产品的发展。
③主要论点与论据：由亲酯性的十六烷基三甲基溴化铵（CTMA）制备具有亲脂性能的有机膨润土，再由有机膨润土通过浸渍法固载 Pd 后，经化学还原法还原处理最终制得膨润土基 Pd 负载亲脂性复合催化剂，并对复合催化剂进行测试表征及分析。通过表征，解析制备过程中复合催化剂性能变化规律，重点研究制备因素对复合材料亲脂性能、孔结构及其分布的影响机制。 以“绿色溶剂”水为溶剂，异丙醇为供氢体，构建复合催化剂对麻风树生物柴油 CTH 反应体系。首先深入考察复合催化剂对反应体系中各脂肪酸甲酯的吸附性能，明确复合催化剂对不同脂肪酸甲酯的吸附差异规律。在此基础上，结合复合催化剂催化活性实验，重点从复合催化剂的亲脂性能，即从复合催化剂对脂肪酸甲酯吸附性能差异，考察对多不饱和脂肪酸甲酯 CTH 反应体系的连串反应的影响特性，揭示分步反应产物单不饱和脂肪酸甲酯(C18：1)、饱和脂肪酸甲酯(C18：0)的分布规律；从复合催化剂的孔结构及其分布考察对C18：1生成中顺反异构的影响特性，揭示孔结构特性对c-C18：1生成选择性的影响机制。
④创见与创新：
(1)制备性能优良的生物柴油 CTH 反应用膨润土基 Pd 负载亲脂性复合催化剂，掌握制备过程中复合催化剂性能变化规律，揭示制备因素对复合催化剂亲脂性能、孔结构及其分布的影响机制。
(2)科学解析复合催化剂亲脂性能对多不饱和脂肪酸甲酯 CTH 体系的连串反应的影响特性，阐明复合催化剂孔结构特性对c-C18：1生成选择性的影响机制。
(3) 获得麻风树生物柴油 CTH 过程中，各过程控制参数对麻风树生物柴油CTH 的影响，建立麻风树生物柴油 CTH反应的动力学模型，确定最佳反应工艺，实现麻风树生物柴油的加氢提质。
⑤社会经济效益和奖励等：在该项目基金的资助下发表学术成果论文23篇（均标明该基金资助），其中SCI论文17篇，中文核心论文5篇；参加国内学术交流成果3人次；培养硕士研究生8人。 |
| 申报信息 |
| 推荐部门： |
广西壮族自治区教育厅 |
| 登记号： |
2024F011J009353 |
| 登记日期： |
2024-10-15 00:00:00 |
| 相关人信息 |
| 完成单位： |
广西大学 |
| 完成人： |
张琳叶 李仲民 杨红 韦昭洲 高磊 巴金帅 刘坤 车晖贤 |
| 行业及专利信息 |
| 应用行业名称： |
专用化学产品制造 |
| 应用行业码： |
266 |
| 转让信息 |
| 投资信息 |
| 推广信息 |
| 联系信息 |
| 联系单位名称： |
广西大学 |
| 联系单位地址： |
广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号 |
| 邮政编码： |
530004 |
