胍基化殼聚糖-非織造布基復(fù)合膜制備及其催化性能研究.pdf

1、生物柴油由于環(huán)境友好性和可再生性成為各國在可再生能源領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。傳統(tǒng)的強(qiáng)酸、堿均相催化法制備生物柴油會(huì)導(dǎo)致分離工藝復(fù)雜，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，產(chǎn)生大量的廢酸和廢堿，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。有機(jī)高分子材料具有易于功能化改性的特點(diǎn)，為發(fā)展綠色的高性能膜催化劑制備生物柴油提供了重要手段。
　　本文通過胍基化試劑三氧化硫脲改性殼聚糖制備了胍基化殼聚糖(GCS-SO3H)膜材料，并以堿性胍基化殼聚糖(GCS-OH)催化膜為非均相催化劑，催化大豆油和

2、甲醇體系酯交換反應(yīng)與綠色集成工藝制備生物柴油。研究結(jié)果如下:
　　(1)采用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和熱重分析(TG)等表征手段研究了GCS-OH催化膜的結(jié)構(gòu)與性能。研究結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時(shí)間為55 min，殼聚糖(CS)/三氧化硫脲(AIMSOA)投料摩爾比為1∶2.5時(shí)，GCS-SO3H的胍基取代度可達(dá)40％，且制備的復(fù)合膜催化膜具有較高的堿強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性。
　　(2)在間歇酯交換反應(yīng)中，通過單因素

3、考察確定的最佳工藝參數(shù)如下:催化膜用量為20 wt.％、醇油質(zhì)量比為2.5∶1、反應(yīng)溫度60℃、反應(yīng)時(shí)間6h。在此條件下所制備生物柴油的轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)98.8％，且5次循環(huán)反應(yīng)后表現(xiàn)出優(yōu)異的重復(fù)使用性能。
　　(3)建立了GCS-OH催化膜催化酯交換反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，為催化膜制備生物柴油提供了理論依據(jù)。動(dòng)力學(xué)研究表明，反應(yīng)級(jí)數(shù)為α=1在本實(shí)驗(yàn)條件范圍之內(nèi)建立的動(dòng)力學(xué)方程能較好的描述該反應(yīng)過程，反應(yīng)活化能為Ea=76.95 kJ/mo