改进的石墨烯基材料用作菜籽油转酯化反应制生物柴油的有效催化剂（英文）

本文研究了不同石墨烯基材料用作转酯化反应制备生物柴油催化剂的性能.将磺酸基或磷酸盐基嫁接到热还原的氧化石墨烯表面,制备了固体酸石墨烯基样品.并采用扫描电镜、X射线衍射、热重分析、X射线光电子能谱、N_2吸附-脱附法、电位滴定法、元素分析以及红外光谱法对所制样品进行了全面表征.将所制样品用于130℃带压力的条件下菜籽油与甲醇转酯化反应中,并将其催化活性与商用的多相酸催化剂Amberlyst-15的进行了比较.结果表明,所有改进的样品在转酯化反应中均表现出催化活性,但各样品上生物柴油产率差别较大.其中以苯二氮磺酸基功能化的热还原氧化石墨烯样品上脂肪酸甲酯产率最高,反应6 h后达70%,也明显高于商用催化剂Amberlyst-15.该样品也表现出良好的重复使用性能.     

双核碱性离子液体催化棉籽油酯交换制备生物柴油

采用两步法制备了五种新型咪唑类碱性双核功能化离子液体化合物,并考察了对棉籽油酯交换制备生物柴油的催化性能。结果表明,咪唑类碱性双核功能化离子液体具有很好的催化活性,其催化活性与阳离子中碳链长度有关。其中,双-(3-甲基-1-咪唑)亚乙基双氢氧化物离子液体的催化活性最好。催化剂量、反应时间、反应温度及醇油比对生物柴油中脂肪酸甲酯含量及选择性影响的研究发现,在催化剂用量为0.4%(质量分数),醇油摩尔比为12,反应温度为55℃,反应时间为4 h时,脂肪酸甲酯的含量和选择性分别达98.5%和99.9%。催化剂7次循环后,产物中脂肪酸甲酯含量仍达到96.2%,单甘酯和双甘酯的含量很少,表明该催化剂重复使用良好。     

顶空-气相色谱法测定B-100生物柴油中游离甲醇含量

建立了顶空-气相色谱测定B-100生物柴油中游离甲醇含量的方法.B-100生物柴油样品使用N,N-二甲基乙酰胺溶解,90℃下顶空平衡45 min,在HP-INNOWAX色谱柱上进行分离和测定.方法建立了外标法定量的标准曲线,相关系数r大于0.999,样品中甲醇质量分数的检出限为0.005%.对实际样品进行检测,相对标准偏差为4.96%~6.83%(n=6),加标回收率为92.0%~110%.方法操作简单、快速、重复性好,适用于B-100生物柴油中游离甲醇含量的测定.     

气相色谱-质谱法测定生物检材中毒鼠强的含量

采用气相色谱-质谱提取离子的方法测定了生物检材中毒鼠强的含量。毒鼠强的线性范围为0.05-50ng，检出限为0.01ng，以苯为溶剂，毒鼠强的提取回收率为93.5%，RSD为4.96%(n=5)。方法准确、快速，适用于生物检材中毒鼠强的测定。     

新型碱性离子液体催化酯交换合成生物柴油

两步法合成了吗啉阴离子型碱性离子液体1-丁基-3-甲基吗啉盐[Hnmm]Im,经1 H-NMR和FT-IR分析确认了离子液体中间体的结构,并通过阴离子交换得到碱性离子液体,对该离子液体在酯交换制备生物柴油反应中的催化性能进行了研究。结果表明,该碱性离子液体[Hnmm]Im具有较高的酯交换催化活性,在60℃、催化剂用量为3%、醇油物质的量比为6.5∶1.0、反应2 h的条件下,产物脂肪酸甲酯(FAME)含量可达95.80%。而且该离子液体的催化稳定性较好,重复使用5次后仍有较高的催化活性。     

新型碱性离子液体催化酯交换合成生物柴油

两步法合成了吗啉阴离子型碱性离子液体1-丁基-3-甲基吗啉盐Im,经 ¹H-NMR和FT-IR分析确认了离子液体中间体的结构,并通过阴离子交换得到碱性离子液体,对该离子液体在酯交换制备生物柴油反应中的催化性能进行了研究。结果表明,该碱性离子液体Im具有较高的酯交换催化活性,在60 ℃、催化剂用量为3%、醇油物质的量比为6.5：1.0、反应2 h的条件下,产物脂肪酸甲酯（FAME）含量可达95.80%。而且该离子液体的催化稳定性较好,重复使用5次后仍有较高的催化活性。     

生物基环氧树脂及固化剂研究现状

生物基高分子材料以可再生资源为主要原料,它在减少塑料行业对石油资源消耗的同时,也减少了石油化工原料在生产过程中对环境的污染,具有节约石油资源和保护环境的双重功效。桐油和松香是我国两种重要的天然可再生资源,在目前将化工原料逐步转向可再生资源的时代背景下,它们已被广泛应用于高分子材料的合成和改性。生物基热固性树脂是一个意义重大且前景广阔的研究领域,本文就桐油和松香在生物基环氧树脂和固化剂方面的应用进行了系统的综述和展望。     

胶束电动毛细管色谱检测鱼肉中的七种生物胺

建立了一种利用胶束电动毛细管色谱同时检测鱼肉中组胺、腐胺、2-苯乙基胺、尸胺、色胺、亚精胺及精胺7种生物胺的方法。样品经6%过氯酸萃取后,由苯甲酰氯衍生化,以含0.06 mol/L脱氧胆酸钠的0.02 mol/L硼酸(pH 9.2)-甲醇(体积比为95∶5)混合液为电泳介质,电泳电压25 kV,温度25 ℃,检测波长214 nm,在12 min内实现了7种生物胺的完全分离。7种生物胺的浓度与其峰面积在一定的范围呈良好的线性关系,检出限除组胺为15 μg/g外,其余均为5 μg/g。迁移时间和峰面积的日内、日间相对标准偏差均小于5%。该法用于海鱼中7种胺类物质含量的测定,结果令人满意。     

有关“环境友好塑料”几个概念的澄清

生物塑料、生物降解塑料、生物基塑料统称为环境友好塑料,但它们三者的侧重点各有不同,既有区别,也有联系,本文对以上三个概念的意义做了详细的解释和澄清。生物塑料注重于生产原料的生物来源性和制造过程的生物技术性;生物降解塑料则注重于它是否可以被生物降解,其原料可以来自于可再生资源,也可来自于石油资源;生物基塑料则关注其生产原料是否来自于可再生资源,而对其是否可以生物降解没有特别要求。     

木质素热解生物油组成成分与分子尺寸分布特性分析

选用脱碱木质素作为原料,以热裂解气质联用技术(Py-GC/MS)研究木质素在350～600℃下热解产物成分和含量,并利用Joback法、 Lijie法和Tahami法3种基团贡献法计算了生物油各组成成分的临界参数和动力学直径,对木质素热解油产物的分子动力学直径分布特性进行计算.结果显示,愈创木基结构、紫丁香基结构、苯酚类、邻苯二酚类和芳烃类等5种芳香族化合物是350～600℃下木质素热解生物油的主要组成成分,其中愈创木基结构化合物的平均峰面积百分比达到70.7%.随着反应温度从350提高到600℃,分子动力学直径在0.560～0.610 nm区间内的木质素热解油组分含量从14.6%增加至31.3%.木质素热解生物油主要产物的动力学直径在0.560～0.710nm,表明一些孔径尺寸在此范围内的分子筛如SSZ-20、 ZSM-5和Beta可作为木质素裂解制备高品质芳烃燃料的催化剂.     

新型生物基苯并嗪的合成及性能

以生物基糠胺、 酚酞和多聚甲醛为原料, 制备了一种新型生物基苯并噁嗪树脂——酚酞糠胺型苯并噁嗪树脂(PPTL-F-BOZ), 采用FTIR, ¹H NMR和 ¹³C NMR等手段对其单体PTL-F-BOZ的结构进行了表征, 并对其固化反应、 耐热和阻燃性能进行分析. 结果表明, 与传统的化石基双酚型苯并噁嗪——双酚A苯胺型苯并噁嗪(BPA-A-BOZ)相比, PTL-F-BOZ显示出较低的固化反应温度, 且糠胺中呋喃环的存在会增加聚合物的交联密度, 并减缓苯氧结构向苯酚结构的重排反应, 致使其在DSC曲线中出现了2个固化峰. PPTL-F-BOZ树脂具有较高的T_5%(质量损失5%的温度)和800 ℃的残炭率, 其极限氧指数(LOI)高达36.2%, 在垂直燃烧中达到V-0等级, 表现出优异的热稳定性和阻燃性能.     

离子液体中的生物催化反应

本文综述了近年来离子液体中生物催化反应的研究进展。离子液体作为新的绿色溶剂,用于生物催化反应具有以下特点:在离子液体中酶有良好的稳定性、选择性和反应活性。离子液体可溶解极性大的反应物, 产物易分离,酶和离子液体可重复使用。对离子液体中的生物催化进行了展望。     

草酸改性空气凤梨生物炭吸附甲醛的机理研究

探究草酸改性园林废弃物类生物炭对溶液中甲醛的吸附效率和固定的机理,为园林废弃物类生物炭在甲醛污染控制方面的应用提供科学依据。利用马弗炉在低氧条件下将空气凤梨原材料和草酸改性后的原材料制备成生物炭。然后利用实验室模拟法,研究不同反应时间、甲醛浓度、pH对生物炭吸附效果的影响,并分析草酸改性如何提高园林废弃物类生物炭对甲醛的吸附性能。(1)生物炭对乙酰丙酮和酚试剂两种甲醛检测方法的精度有影响,对乙酰丙酮检测法的影响较小;(2)相比于未改性生物炭,草酸改性通过酸化分解杂质能够使改性生物炭比表面积提高约17倍,孔隙体积增加195.9%;(3)草酸改性后生物炭对甲醛的吸附量为11.6 mg g^-1,比未改性生物炭提高了12.95%,并且在60 min时趋于吸附平衡的状态;(4)Boehm滴定法表明草酸改性能够显著提高制备后生物炭上的官能团(羧基51.8%,羰基13.7%和内酯基35.9%),但酚羟基(4.5%)含量增加不明显,而相关性分析证实比表面积、羧基和内酯基官能团的增加是提高生物炭吸附甲醛的主要因素。实验证明,空气凤梨制备成生物炭用于溶液中甲醛的吸附是可行的,并且草酸改性能够进一步通过官能团提高其吸附能力,这为园林废物资源化利用提供了新的思路。     

利用富含木质素的稻草低温重组制备生物石油

在构成秸秆类生物质的三大天然高分子结构中,只有木质素的碳氢氧比(1∶1.3∶0.3)与天然石油的碳氢氧的比(1∶1.6∶0.05)比较接近.本文通过弱酸酸解和纤维素酶酶解对原稻草样品进行前处理,分别除去了92.5%的半纤维素和72%的纤维素,得到富含木质素(36%)的样品,然后在320℃和10MPa的条件下低温重组制备汽、柴油馏份油,即"生物石油".与稻草低温重组制备的生物石油相比,长链烷烃的含量(32.85%)大大提高,而醛酮酸等含氧酸的含量(4.37%)大幅度降低,使油的组分更加集中于芳香类化合物和长链烷烃,从而有利于生物石油进一步的分离,制备高价值的汽、柴油产品.     

X射线荧光光谱法测定镓酸钠溶液中的镓和钒含量

建立了X射线荧光光谱法测定镓酸钠溶液中的镓和钒含量的方法,通过塑料样品杯和麦拉膜封装液体样品,测定中添加仪器自带Zn、Cr两种影响元素排除干扰,减少X射线荧光光谱仪对样品测定结果的偏差,即可得出镓和钒在样品中的含量。结果表明,方法的相对标准偏差(RSD)小于3%,加标回收率为93.33%~102.1%,可实现金属镓生产过程中的物料成分快速检测。     

气相色谱法测定汽油中苯含量不确定度的评定

通过分析气相色谱法测定汽油中苯含量的操作流程对汽油中的苯含量测量结果的不确定度进行了评定,不确定度主要来源于相对定量校正因子、样品中添加内标物丁酮的体积、样品的体积、样品中苯与内标物丁酮面积的平均值之比、标准物质苯的纯度等参数引入的不确定度。其中相对校正因子引入的不确定度最大。当汽油样品中苯的体积分数为0.57%时,苯含量的扩展不确定度为0.02%(k=2)。     

添加乙酸乙酯对生物油稳定性的影响

以稻草秸秆快速热裂解生物油为样品,选取乙酸乙酯作为添加剂,按不同质量分数(分别为1%、6%、11%、16%和21%)添加到生物油中,考察原始生物油(空白组)及乙酸乙酯组生物油理化特性随贮存时间的变化规律。结果表明,随着乙酸乙酯添加质量分数增大,各乙酸乙酯组(1%、6%、11%、16%和21%)生物油最终pH值比空白组分别提高0.66%、2.33%、3.65%、4.32%和6.31%;最终含水率比空白组分别降低10.90%、20.17%、28.19%、30.27%和35.10%;最终运动黏度比空白组分别降低13.69%、39.08%、57.99%、66.00%和73.58%。FT-IR和GC-MS分析结果表明,添加乙酸乙酯能抑制生物油老化反应。此外,GC-MS分析结果还证实乙酸乙酯可以减少生物油内有机酸含量。     

基于分子蒸馏的模拟生物油温和加氢研究

在固定床反应器上开展模拟生物油温和加氢实验,确定300℃/4 MPa为最佳工况,此条件下反应物除苯酚和愈创木酚外完全转化,液体产物选择性为85.0%,有效氢碳比从1.266提高到1.554,液体产物组成优化,酚类和酸类含量明显下降,反应活性明显改善,有利于后续催化裂化反应。     

蒸馏温度对核桃壳生物油馏分组分分布的影响

通过改变蒸馏温度对生物油进行常压蒸馏并将馏分分为油水两相，研究了馏分的组分分布变化。结果表明，在120-300℃随着蒸馏温度的升高，生物油馏出率不断增加；蒸馏温度低于240℃的油相馏分中萘、甲苯等芳烃类化合物和乙酸等羧酸类化合物明显富集，以120℃油相馏分为例，芳烃类和羧酸类化合物的相对含量是生物油原油的13.86倍和3.15倍；当蒸馏温度高于240℃时苯酚、愈创木酚等酚类化合物大量馏出，使得油相馏分的产率明显增加；同时，所获水相馏分中的水分含量皆高于60%，水分的富集效果明显；在馏分中检测到了2-乙基乙酸丁酯和环戊酮等原油中未检测到的组分并且馏分中水分总量高于生物油原油，这些都表明生物油在蒸馏过程中发生了酯化、缩聚等化学反应。通过对油相馏分的组分分布进行分析，发现改变蒸馏温度可以有效富集生物油中的高价值化合物，如苯酚、愈创木酚、4-甲基愈创木酚、4-乙基愈创木酚和4-丙基愈创木酚的相对含量在300℃的油相馏分中分别比生物油提高了109%、160%、84%、53%和444%。     

生物油酸酮类模化物与乙醇在HZSM-5上共裂化制备生物汽油

生物油酸类和酮类化合物具有较高的裂化活性,而使用分子蒸馏技术能将这些组分富集到蒸出馏分中,因此蒸出馏分相比原始生物油具有更好的裂化特性.为了模拟实际蒸出馏分的组成,本文将生物油模化物(羟基丙酮(HPO)、环戊酮和乙酸)进行配比混合,在固定床反应器上对其与乙醇的共裂化行为进行了研究,考察了不同反应温度和压力对混合反应物的转化率、粗汽油相的选择性和组成的影响.研究发现,当反应温度在340℃时,乙酸和乙醇的转化率分别仅为67.9%和74.4%,同时得到的油相产物中烃类含量仅为59.8%,并含有大量的含氧副产物.常压裂化同样生成了低品质的油相产物,同时油相选择性仅为10.8%.提高反应温度能促进反应物的转化,提高裂化过程中的脱氧效率,而提高反应压力对液体烃类的生成有明显的促进作用.在400℃和2MPa时,酸类和酮类都有良好的裂化表现,反应物接近完全转化,粗汽油相选择性达到31.5%,且全部由烃类组成,其中芳香烃含量高达91.5%.此外,反应后催化剂表征和稳定性测试结果表明,催化剂在较长时间反应后会失活,但通过催化剂再生能够很好地恢复催化剂活性.