ZnCl2改性离子交换树脂的制备及其催化乙醇和乙酸酯化反应性能

 采用离子交换法制备了 ZnCl2 改性的阳离子交换树脂催化剂, 考察了 ZnCl2 浓度、离子交换时间和溶剂等对催化剂催化乙酸和乙醇微波酯化反应性能的影响. 结果表明, 以去离子水为溶剂, 以 0.15%ZnCl2 溶液进行离子交换 30 h, 所得催化剂的性能较好. 采用酸碱滴定法、紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和 N2 吸附脱附等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, 改性后的催化剂 H+交换量约为原来的 1.5 倍, 表面酸强度增加; 树脂骨架结构变化不大; 紫外吸收峰发生蓝移, 吸收强度减小; 比表面积略有减小; 催化剂在含水体系中表现出较高的催化活性, 且重复使用性能大大提高.     

酸性离子交换树脂催化酯化改质生物油的研究

以磺酸型离子交换树脂为催化剂, 在模型反应的基础上, 探讨了该催化剂在稻壳裂解油及其轻质馏分的催化酯化改质过程中的活性和效果, 并通过气-质联用仪对酯化前后的生物油进行了成分分析. 结果表明, 酯化过程中采用的催化剂可以方便地分离和循环使用; 生物油中的有机酸顺利地转化为相应的酯类(主要为乙酸乙酯). 通过催化酯化改质后, 两种生物油的理化特性均得到了有效改善, 热值分别由16.80和12.76 MJ/kg提高到20.08和18.33 MJ/kg, 相应提高了19.5%和43.6%; 黏度分别由11.83和1.42 mm²/s, 下降到3.77和1.12 mm²/s; 水分分别为23.7%和28.4%, 流动性明显增强, 理化特性得到了明显提高. 为生物油的精制加工提供了一种有效方法.     

离子交换树脂催化酯化生物油的试验研究

生物油黏稠、稳定性差、热值低、腐蚀性强,需要进行改质与品位提升,将生物油中的有机酸通过酯化的方法转化为中性的酯类可以改善生物油的性能。实验利用模型反应,筛选出了适合于生物油体系的732型和NKC-9型两种树脂作为酯化改质的催化剂。生物油和甲醇在间歇釜内以732和NKC-9为催化剂进行改质以后,酸值分别降低了88.54%和85.95%,表明生物油中的有机酸极大地转化为中性酯类。此外,热值分别提高了32.26%和31.64%,水分分别降低了27.74%和30.87%,密度均降低了21.77%,黏度降低均接近97%。732树脂固定床催化酯化生物油后,酸值降低了92.61%。加速陈化实验和铝片腐蚀性实验结果分别表明,改质生物油的稳定性和腐蚀性能得到了改善。     

微波条件下固体酸催化剂催化酯化生物油的研究

以乙醇和乙酸的酯化作为反应模型,考察固体酸催化剂阳离子交换树脂、SO₄²-/ZrO₂和分子筛在微波加热条件下的酯化活性。结果表明,三类固体酸催化剂的活性顺序为Amberlite树脂﹥SO₄²-/ZrO₂﹥HZSM-5,催化剂活性与酸度一致;酯化反应中水的含量对催化剂的活性有不同程度的影响,水含量较高时催化剂SO₄²-/ZrO₂酯化活性明显变差,而阳离子交换树脂仍具有较高的酯化活性。采用阳离子交换树脂对生物油进行微波催化酯化提质后,原生物油中含有的大量不同种类的羧酸被有效地转化成各种酯类,酯类化合物由原油中的4种增加到13种。与传统加热条件下生物油催化提质比较,生物油微波提质具有明显优势,提质后生物油组分得到优化。     

固体酸改质生物油的研究

利用乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的酯化反应为模型反应,筛选得到催化活性最好的固体酸催化剂40％SiO2/TiO2SO42－。 在一定的反应条件下,添加固体酸催化剂和溶剂,生物油的品质得到提高,热值提高了50.7％,运动黏度降低到原来的10％,密度降低了22.6％。生物油改质前后的GC MS分析表明,固体酸可以将生物油中含有的有机羧酸转化为酯类,如甲酸酯、乙酸酯等,使生物油中的羧酸组分发生了催化酯化反应,改善了生物油的品质,生物油物理化学性能得到明显的提高。3A分子筛对生物油的脱水作用不显著,对酸性、密度、黏度等方面影响较小。     

离子交换树脂催化合成氯乙酸甲酯

本文以强酸型阳离子交换树脂为催化剂合成氯乙酸甲酯．研究了催化剂种类、催化剂用量、物料配比、催化剂使用次数及反应时间对反应的影响．实验结果表明，００１×７阳离子交换树脂催化效果较佳．该方法具有催化活性好，催化剂可循环使用和避免波硫酸污染的特点，转化率可达９３～９４％．     

离子交换树脂催化合成羧酸酯的研究

本文选用南开牌D61、D72离子交换树脂催化多元醇和单羧酸的酯化反应,成功地合成了12种多元醇的单羧酸酯。在不同的反应条件下,酯的产率均超过90％。     

离子交换树脂催化对羟基苯甲酸酯化反应的研究*

本文研究了一种固体酸催化剂一阳离子交换树脂催化剂,用于对羟基苯甲酸的酯化反应。通过对不同树脂进行筛选,发现ＪＫ００８的催化活性比较高。本文还进一步考察了ＪＫ００８催化剂的使用寿命,研究了合成对羟基苯甲酸乙酯的最佳反应条件。     

强酸性离子交换树脂催化合成联苯乙酸乙酯

考察了几种强酸性离子交换树脂对联苯乙酸酯化反应的活性,结果表明,D001-CC型号的强酸性离子交换树脂对合成联苯乙酸乙酯的反应催化活性高,联苯乙酸的转化率可达88.7%,同时它的回收容易,重复使用性能好。同时考察了反应条件对酯化反应收率的影响,获得了该反应的优化条件。     

负载型CaSO4/离子交换树脂催化合成单十二烷基磷酸酯

采用浸渍法制备了负载型金属盐离子交换树脂催化剂,考察了以磷酸与月桂醇为原料催化合成单十二烷基磷酸酯的催化性能.负载不同金属盐离子对单十二烷基磷酸酯的收率的影响表明,CaSO4负载离子交换树脂催化合成单十二烷基磷酸酯效果最好.研究发现,在CaSO4负载量1.2%,催化剂用量为总反应物质量的3%,反应温度90℃,反应12h工艺条件下,月桂醇的转化率为79.4%,单酯选择性为99.9%;加入环己烷作为带水剂,相同条件下,月桂醇转化率为92.3%,单酯选择性为99.9%,并且催化剂重复使用7次之后,催化性能仍保持不变.     

碱处理HZSM-5分子筛在线催化提质生物油

采用NaOH溶液对HZSM-5分子筛进行碱处理,利用XRD、SEM、BET、Py-FTIR四种方法表征改性HZSM-5分子筛,对生物原油有机相、未改性HZSM-5制得生物油有机相与改性HZSM-5制得生物油有机相进行理化特性及成分分析,研究了碱处理HZSM-5分子筛对生物油有机相产物的影响;对使用了120 min的三种失活催化剂进行了热重分析,并对焦炭峰面积进行了积分计算。结果表明,经过碱处理后的HZSM-5分子筛保留了典型的MFI拓扑结构,形成了一定数量的介孔;同时,经碱处理1 h的HZSM-5分子筛催化制得的生物油有机相产物的产率有所增加且理化特性得到提高,其产物中烃类物质的含量显著增加,达到了37.67%,且以单环芳香烃为主;同时改性HZSM-5分子筛对生物油有机相中的酸、醛及酮类物质均有较好的脱除效果,有效地降低了生物油的腐蚀性并提升了生物油的稳定性,热值达到了35.32 MJ/kg;经1 h碱处理的HZSM-5分子筛的总结焦量明显降低。     

Sustainability of biodiesel production in Malaysia by production of bio-oil from crude glycerol using microwave pyrolysis: a review

Biodiesel being one of the most promising renewable biofuels has seen rapid increase in production capacity due to high demand for diesel replacement; along with oversupply of its by-product, crude glycerol. Developing new industrial usage for glycerol is essential to defray the cost and sustainability of biodiesel industry and to promote the biodiesel industrialization. One of the approaches is by the transformation of glycerol into a liquid, referred as bio-oil through pyrolysis technology. Bio-oils produced by pyrolysis processes can be upgraded to produce transportation fuels or for power generation. However, current state of pyrolysis technologies are still major hurdles their development with respect to its commercial applications. Recently, microwave technology has attracted considerable attention as effective method for significantly reducing reaction time, improving the yields and selectivity of target products. Hence, this review strives extensively towards addressing the application of microwave-assisted technology applied to the pyrolysis process as a way of cost-effective and operationally feasible processes to directly utilize crude glycerol. The present review will focus on the pyrolyzed liquid product (bio-oil) derived by employing the microwave-assisted pyrolysis method. This review concludes that microwave-assisted glycerol conversion technology is a promising option as an alternative method to conventional glycerol conversion technology.     

减压蒸馏生物油与乙醇在ZSM-5/MCM-41上共催化裂化

采用减压蒸馏生物油为原料,与无水乙醇2:3(质量比)混合,在固定床中ZSM-5/MCM-41分子筛上共催化裂化,考查了反应温度和质量空速(WHSV)对裂化产物的影响。对ZSM-5/MCM-41进行了NH₃-TPD、BET、N₂吸附-脱附等表征,对裂化气体产物通过气相色谱仪分析,减压蒸馏生物油和精制生物油采用气相色谱-质谱联用仪进行定量分析。结果表明,反应温度500 ℃、WHSV 3.75 h^-1为反应优化工况。此反应条件下,精制生物油酸类物质从减压蒸馏生物油中的25.6%降至反应后的0.1%,效果显著,且精制生物油产率为46.8%,气体产物中CO₂和CO的浓度共9.5%。     

磺酸型阳离子交换树脂催化合成肉桂酸甲酯

以磺酸型阳离子交换树脂为催化剂，由肉桂酸和甲醇合成了肉桂酸甲酯。考察了反应条件对酯化反应的影响和树脂的催化稳定性。结果表明，肉桂酸的转化率可达９５．５％，且催化剂的性能稳定。     

Zn-P复合改性HZSM-5在线催化热解获取生物油的研究

为进一步提高精制生物油的制取效率和燃料品质,采用Zn和P对HZSM-5分子筛进行复合改性,使用XRD、SEM EDS、ICP-AES、BET等方法表征改性HZSM-5分子筛,考察了Zn、P改性对精制生物油理化特性和液相产物的化学组成以及对HZSM-5抗结焦性能的影响。结果表明,Zn、P在HZSM-5表面负载均匀,Zn、P改性未影响HZSM-5的晶体骨架结构,改性HZSM-5的比表面积随着Zn负载量的上升而减少;Zn负载量为3%时,催化热解得到的精制生物油含氧量为10.67%,热值为36.76 MJ/kg,pH值为5.85,精制生物油品质得到显著提升;液相产物中酸类、醛类和酮类等不期望物质相对含量显著下降,芳香族化合物相对含量显著增加,芳香族化合物相对含量为91.93%,其中,芳香烃为74.63%;HZSM-5因负载P使得其相对结焦量明显降低,显著增强了HZSM-5的稳定性;Zn改性促进了氢原子转移和碳正离子的形成,有利于提高HZSM-5分子筛的芳构化性能。     

Decationization of BEA zeolite by conventional and microwave promoted ion exchange procedures

Summary A commercial NaBEA sample was exchanged, at different levels, with NH₄⁺cations through conventional and microwave promoted methods. The dependence of the acidic and catalytic properties of the HNaBEA samples with the exchange degree was analyzed. It was observed that the catalytic activity of the exchanged samples for methylcyclohexane cracking depends on the exchange method, whereas surface acidity, determined by pyridine adsorption followed by IR spectroscopy and temperature programmed desorption of NH₃, do not.