基于不同萃取剂的生物油常压蒸馏研究

选用乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醚和甲苯四种溶剂,分别与生物油按一定质量比混合萃取。将萃取相蒸馏得到的四种油相层与原始生物油进行对比,研究不同萃取剂对生物油萃取-蒸馏后各馏分的产率、水分及高附加值酚类组分变化的影响。结果表明,经萃取-蒸馏后,生物油残渣比例减少,水分含量降低。在四种溶剂中,甲苯萃取率较低,蒸馏后酚类绝对峰面积较小;乙酸乙酯和乙醚萃取效率较高,但两者萃取相蒸馏后酚类含量低;二氯甲烷萃取酚类能力强,其馏分中愈创木酚及其衍生物相对含量为34.11%,比生物油高出15.52%,富集程度高,更有利于后续进一步提纯愈创木酚及其衍生物等高附加值化学品。     

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%。     

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%。     

生物油蒸馏残渣理化性质及热失重研究

利用傅里叶变换红外光谱仪、激光共焦显微拉曼光谱仪和TGA Q500热分析仪对生物油蒸馏残渣及其在不同温度处理后的热解焦炭理化性质进行表征,并对其热失重特性进行分析。结果表明,生物油蒸馏残渣主要是由脂肪族、芳香族和低聚糖类等有机化合物组成;在氮气氛围下热解主要分为三个阶段:30-145℃为小分子物质挥发析出阶段145-550℃为大分子物质裂解和氧化阶段,550-750℃为焦炭产生阶段;热处理过程中各类物质逐步有序热解析出,同时固体产物石墨化程度随着热处理终止温度的升高而升高。     

生物油酸性组分分离精制研究

生物油因水分含量高和呈酸性未能作为高品位能源直接规模化应用。利用分子蒸馏技术将生物油水分与酸性组分作为整体对象进行分离,既得到生物油酸性组分富集馏分,又获得了水分含量低、酸性较弱与热值较高的精制生物油Ⅰ（蒸馏重质馏分）与精制生物油Ⅱ（常温冷凝馏分）。同时,具体考察了精制前后生物油的pH值、热值和水分等参数的变化规律。研究表明,生物油的水分与酸性组分得到有效分离,精制生物油Ⅰ和Ⅱ的低级羧酸含量从原始生物油的18.85%分别降低至0.96%和2.2%     

生物分子的分离与检测

21世纪是生命科学的世纪,生命科学的发展离不开研究手段(主要是分离、分析、测试手段)的创新和发展。而分析方法的发展也推动了生命科学的研究向更高、更深入的层次进展。分析生物化学(ana lyticalbiochemistry)在这种背景下应运而生,它是利用现代的分析、分离手段来获取生物体系中的有关化学信息以及各种相互作用间联系的一门新兴学科。“21世纪生命科学的特点将首先是分析与综合的统一,分析将密切地与功能研究相结合,而综合将越来越多地建立在分析的基础上。”“虽然过去存在对分析工作的生物学意义重视不够的问题,但这一情况正在迅速…     

分子蒸馏分离天然维生素E

天然维生素E(d1．2,5,7,8．[四甲基-2-(4,8,12．三甲基)十三烷基]色满醇-6-醋酸酯)工业上是从油脂真空脱臭的馏出物中提取。溶剂萃取法工艺简单,但难以找到特效的溶剂且纯度及产品收率均较低;化学处理法产品中有机物残留,限制了产品的应用;超临界萃取技术操作条件比较温和,分离容易,但一次性投资大。本文尝试对由酯化法制成的脂肪酸甲酯维生素E混合物,采用分子蒸馏技术进行分级分子蒸馏,以期获得高纯度的脂肪酸甲酯和纯度达50％以上的天然维生素E,为工业化生产提供参考。     

表面分子印迹材料的制备及在生物分子分离分析中的应用

表面分子印迹技术是一种新型的分子印迹技术,其解决了传统印迹方法得到的印迹聚合物模板结合位点少、洗脱困难、色谱性能和机械性能差等问题。表面分子印迹聚合物(SMIPs)以其稳定性好、特异性高及实用性强的特点,近年来在生物分子分离分析中的应用引起人们的关注。本文介绍了SMIPs的制备方法,比较了不同方法的优缺点,并对其在生物大分子、生物小分子及微生物分子分离分析中的应用进行了综述。     

超临界萃取并分子蒸馏技术分离提纯玫瑰精油

利用超临界CO2流体萃取技术萃取玫瑰浸膏,再用分子蒸馏技术对所得粗提物料进行精制,得到品质俱佳的玫瑰精油。采用GC-MS方法对玫瑰精油进行分析,检测出63种成分,主要成分为酯类和苯乙醇,分子量主要集中在200~250之间。     

超临界CO_2萃取-分子蒸馏对大蒜化学成分的提取与分离

采用超临界CO2流体萃取技术和分子蒸馏对大蒜化学成分进行萃取与分离，用气相色谱－质谱联用技术测定其化学成分；从超临界CO2萃取物中鉴定出16种成分，经分子蒸馏后，得到4种主要成分：二烯丙基二硫、3－乙烯基－1，2－二硫代环己－5－烯、2－乙烯基－1，3－二硫代环己－5－烯及二烯丙基三硫。     

Molecular distillation

Molecular distillation was studied for the separation of tocopherols from soya sludge, both experimentally and by simulation, under different operating conditions, with good agreement. Evaporator temperatures varied from 100°C to 160°C and feed flow rates ranged from 0.1 to 0.8 kg/h. The process pressure was maintained at 10⁻⁶ bar, the feed temperature at 50°C, the condenser temperature at 60°C, and the stirring at 350 rpm. For each process condition, samples of both streams (distillate and residue) were collected and stored at −18°C before tocopherols analyses. Owing to the differences between molecular weights and vapor pressures of free fatty acids and tocopherols, tocopherols preferentially remained in the residue at evaporator temperatures of 100°C and 120°C, whereas for higher temperatures (140°C and 160°C) and lower feed flow rate, tocopherols tended to migrate to the distillate stream.     

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。     

富钙生物油煅烧过程中孔结构变化特性的研究

在热重分析仪上进行富钙生物油煅烧实验。结果表明,富钙生物油的煅烧过程分为三个阶段,分别是生物油部分组分的脱CO₂和H₂O阶段、有机酸钙盐分解阶段、碳酸钙分解阶段。其中,有机酸钙盐分解对煅烧产物的孔结构有重要影响。在450℃~600℃,气体析出的气蚀作用与生物油中高分子化合物的碳化沉积现象同时存在,两者共同作用,但后者占主导,高分子化合物的碳化沉积主要发生在500℃~600℃。600℃以后,碳酸钙开始分解,释放出CO₂,气蚀作用使煅烧产物内部形成新的微孔,产物具有发达的孔结构。相同煅烧温度下,富钙生物油煅烧产物的孔隙特性明显优于CaCO₃。     

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%。     

Ba2+沉淀法提取生物油馏分中的酚类物质

从NaOH试剂浓度、反应温度与反应时间三个方面,对钡离子沉淀法提取不同温度段收集的生物油馏分中的酚类物质进行了实验研究,并利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对提取效果进行了分析。实验结果表明,钡离子沉淀法对愈创木酚类物质的提取效果较为突出,且NaOH浓度（1.0-6.0mol/L）、反应温度（30-50℃）与反应时间（10-40min）对愈创木酚的提取率影响较大。在NaOH浓度为5.5mol/L、反应温度为35℃、反应时间为20min时,提取率达到最大,其中,三个温度段收集的生物油即低温水相馏分、低温油相馏分与高温馏分中的愈创木酚提取率分别为34.1%、33.8%和33.5%。     

生物油/乙醇混合燃料燃烧性能研究

在空气气氛下采用热失重技术研究生物油及其与乙醇混合燃料的燃烧性能,利用Achar微分法和Coats-Redfern积分法结合的方式进行动力学分析,并对热解焦炭的物化特性进行了测量。结果表明,生物油及其与乙醇混合燃料的燃烧可分为三个阶段,即轻组分挥发、重组分裂解和焦炭燃烧;随着升温速率的升高,生物油的挥发性能和燃烧性能提高;随着乙醇质量分数的增加,挥发段和焦炭燃烧段的活化能都呈先减小后增大的趋势;混合燃料中乙醇质量分数不宜超过26%,否则其燃烧段的活化能增大,且热解焦炭所含有机官能团强度变弱,燃烧性能反而变差。