小桐子油超声波协同纳米催化剂制备生物柴油

以纳米Zn-Mg-Al高温煅烧物为催化剂,高酸值小桐子油为原料,超声波反应器中连续生产生物柴油,并系统研究超声波辐射协同纳米催化剂催化制备生物柴油的最优条件。研究结果表明,超声波协同纳米催化剂催化制备生物柴油的最优条件为:超声波功率210W、醇油摩尔比4︰1、催化剂为油质量的1.2%、反应温度60℃时生物柴油收率94.3%。在此优化条件下完全可实现小桐子油连续工业化生产生物柴油的需求,精制后的生物柴油完全符合德国生物柴油标准DINV51606:1997,且理化性质稳定,放置1a后生物柴油的酸值、密度、黏度和化学组成基本不变。

微水相超声波协同纳米Ca-Mg-Al固体碱催化制备生物柴油

以尿素为沉淀剂制备了纳米Ca-Mg-Al水滑石,采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对其进行了表征,以其煅烧后得到的纳米Ca-Mg-Al复合金属氧化物为固体碱催化剂,采用微水相超声波辐射协同固体碱催化小桐子油与甲醇进行酯交换反应制备了生物柴油,并研究了催化剂的失活原因。实验结果表明,纳米Ca-Mg-Al水滑石的柱撑阴离子为CO_3^(2-),晶粒大小均匀,呈良好的层状结构。在超声波功率210W、占空比0.7、反应时间30min、温度60℃、甲醇与小桐子油摩尔比4∶1、催化剂用量1.5%(基于小桐子油的质量)的反应条件下,生物柴油收率达94.3%,精制后的生物柴油完全符合德国生物柴油标准DIN V 51606:1997。催化剂失活的主要原因是层状结构的塌陷和副产物甘油附着在催化剂表面,使用后的催化剂用乙醇洗去表面的甘油后,可连续使用12次。

纳米Zn-Mg-Al水滑石的制备、表征及记忆功能

在超声波反应器中以尿素为沉淀剂制备纳米Zn-Mg-Al水滑石,并对其进行X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线能谱(EDS)、差示扫描量热(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)表征,考察了纳米Zn-Mg-Al水滑石的记忆功能。研究结果表明,纳米Zn-Mg-Al水滑石呈良好的层状结构,晶粒粒径分布均匀,化学式为Zn_(0.087)Mg_(0.667)Al_(0.333)(OH)_2(CO_3)_(0.167)·0.5H_2O,且具有较好的记忆功能。

纳米水滑石的制备、特性及应用

水滑石是一种层状双羟基阴离子粘土,由金属离子与6个羟基构成的八面体共边组成,是一类具有层状结构的新型无机材料,其八面体层状结构中部分M^(2+)被M^(3+)同晶取代而使层板带正电荷,层间充填的阴离子起平衡电荷作用。此结构决定了水滑石具有碱性、层板上阳离子可调配性、层间阴离子可交换性三大特性,可作为酯交换和氧化还原催化剂以及催化剂载体,广泛应用于吸附、离子交换、合成材料、日用化工、催化、超导以及环境保护等方面。综述了纳米水滑石的特性、制备方法及应用,为实现纳米水滑石的产业化低成本生产及应用奠定了基础。

纳米镁铝水滑石热分解机理及其动力学

以尿素为沉淀剂制备纳米镁铝水滑石(LDH),结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和热重-差热分析(TG-DTA)表征方法,研究了纳米LDH的热分解过程及其动力学。结果表明,纳米LDH热分解存在两个阶段:当热分解温度在410～527 K时,纳米LDH失去表面吸附水和层间结合水,其热分解动力学方程为随机核化Aurami方程Ⅰ;当温度在604～768 K时,纳米LDH Brucite层脱去羟基,CO_3^(2-)以CO_2形式逸出,其热分解动力学方程为三维扩散球形对称Jander方程。

诱变选育脂肪酶高产菌株及其酶学性质

面包干酵母(Saccharomyces cerevisiae)为出发菌株,对其进行紫外和微波复合诱变,得高产突变菌株DX213,高产突变菌株酶活力为635 U/mL,为出发菌株的1.69倍。菌株富集培养5代,遗传性状稳定。DX213菌株的最优产脂肪酶条件为:培养温度30℃和培养液pH 7.5。酶学性质研究表明:脂肪酶的最适温度40℃、最适pH为7.5、脂肪酶在40℃以下稳定。Fe3+离子对脂肪酶有激活效应,当Fe3+离子浓度为0.03 g/mL时,脂肪酶酶活力高达720 U/mL。

纳米固体碱催化酯交换反应动力学

尿素为沉淀剂制备纳米Mg-Al水滑石,对其高温煅烧物进行X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜表征,以其煅烧物为催化剂催化制备生物柴油,并系统研究酯交换反应动力学。研究结果表明:纳米Mg-Al水滑石500℃煅烧6 h,水滑石特征衍射峰d(003)部分消失,柱撑阴离子碳酸根离子对称性降低,晶粒团聚成层状结构。纳米固体碱催化酯交换反应的表观反应级数为1.5,表观活化能Ea=25.92 kJ/mol,在最优条件下,生物柴油转化率高达95.4%。