納米鎂鋁水滑石超微結(jié)構(gòu)可控制備及應(yīng)用.pdf

1、納米晶鎂鋁水滑石是一種新型固體堿催化劑，用于制備生物柴油，工藝簡單，產(chǎn)品后處理方便，易分離，無三廢。其制備、反應(yīng)機理及應(yīng)用越來越受到關(guān)注。固定化脂肪酶催化制備生物柴油已成為重要研究方向，其應(yīng)用不僅可提高酶在反應(yīng)體系中的擴散效果和熱力學(xué)穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)和控制酶的活性與選擇性，并且有利于酶的回收和產(chǎn)品的連續(xù)化生產(chǎn)。本文在前人研究基礎(chǔ)上，提出超聲波協(xié)同雙金屬復(fù)合氧化物催化制備生物柴油，探討尿素制納米晶鎂鋁水滑石結(jié)晶動力學(xué)和熱分解動力學(xué)；提出了超聲

2、波協(xié)同固定化脂肪酶催化制備生物柴油新工藝，其具體研究如下:
　　 通過尿素與硝酸根的不同摩爾比，探討尿素制納米晶鎂鋁水滑石合成機理，并用XRD、IR、TG-DTA、SEM和AFM等手段對納米晶鎂鋁水滑石進行表征。研究結(jié)果表明，納米晶鎂鋁水滑石柱撐陰離子為CO32-，隨鎂鋁比的增加，晶面間距增加，晶胞原子排列密度減小，陽離子電荷降低，層間區(qū)域CO32-對稱性提高，結(jié)晶 H2O和CO32-分布的有序性增加。
　　 從結(jié)晶生長

3、機理、相變驅(qū)動力、晶種與晶體形成、成核速率和晶體生長速率四個方面研究了納米晶鎂鋁水滑石的結(jié)晶動力學(xué)，確定其結(jié)晶動力學(xué)模型。研究結(jié)果表明，影響晶粒形成和生長的主要因素是晶化溫度和反應(yīng)物過飽和度。納米晶鎂鋁水滑石的成核活化能En為22.2 KJ/mol，表觀生長活化能Eg為31.6 KJ/mol。
　　 通過對納米晶鎂鋁水滑石TG-DTA的表征，研究了納米晶鎂鋁水滑石的熱分解動力學(xué)，確定其熱分解動力學(xué)模型。研究結(jié)果表明，熱分解溫度4

4、10～527K時，熱分解機理符合隨機核化Aurami 方程Ⅰ，熱分解溫度604～768K時，熱分解機理符合三維擴散球形對稱Jander 方程。
　　 脂肪酶固定化的最優(yōu)條件：納米晶鎂鋁水滑石載體與酶量的配比0.32 g/mL，pH8.0，溫度45℃，吸附6h，固定化脂肪酶活為720 u/g。游離酶較固定化酶易失活，游離酶和固定化酶的失活活化能分別為20.28 KJ/mol和29.02 KJ/mol。
　　 超聲波協(xié)同納米

5、晶鎂鋁水滑石催化制備生物柴油的最佳工藝條件：超聲波功率70W，醇油比6:1，溫度45℃，催化劑用量為油重的1％，甲酯收率 94.2％。鎂鋁復(fù)合氧化物有很強的抗酸和抗水性，反應(yīng)時無需對植物油脫酸脫水處理。
　　 超聲波協(xié)同固定化脂肪酶催化酯交換制備生物柴油的最佳工藝條件：超聲波功率70W，叔丁醇用量3％(v/v)，醇油比3:1，甲醇三批加入，溫度40℃，水含量為2％(v/v)，甲酯收率98.6％。影響固定化脂肪酶使用壽命主要為副產(chǎn)