生物甲殼催化劑的結(jié)構(gòu)和成分對催化活性的影響.pdf

1、生物質(zhì)甲殼如蝦殼、蟹殼和甲魚殼等是自然界經(jīng)過千百年生物進(jìn)化形成的天然有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料，具有奇特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)差異較大的組分--呈蜂窩多孔狀的碳酸鈣等無機(jī)物填充在甲殼素與蛋白質(zhì)組成的層與層之間的空隙中。由于其成分間熱穩(wěn)定性存在較大差異，在一定的碳化溫度下，使部分有機(jī)物氣化，可制得具有多孔框架結(jié)構(gòu)的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料，然后利用化學(xué)改性劑KF進(jìn)行功能化，在復(fù)合材料的表面上構(gòu)建高活性催化活性位，制備出符合生物柴油生產(chǎn)所需要的高性能催化材料。

2、r>　　 利用BET法測定催化劑的比表面積，用熱重分析儀研究生物甲殼在碳化過程中的失重情況和催化劑的熱穩(wěn)定性，利用紅外光譜儀分析催化劑表面分子官能團(tuán)，用元素分析儀分析催化劑的成分，利用催化菜籽油與甲醇的酯交換反應(yīng)，評價(jià)催化劑的活性，根據(jù)生物柴油的得率考察各種制備條對催化劑活性的影響。結(jié)果表明，碳化溫度在300℃至450℃時(shí)，三種甲殼有最大的比表面積，甲魚殼約為100m2/g，蝦殼和蟹殼約為25m2/g左右。但是在碳化溫度在450℃至5

3、00℃的時(shí)候，所制得的催化劑的效率是最高的，說明生物甲殼固體催化劑的活性不僅與催化劑的比表面積有關(guān)，而且與形成催化活性位點(diǎn)的條件關(guān)系更大。通過對催化劑的結(jié)構(gòu)和成分分析，催化劑的活性位點(diǎn)形成機(jī)制可能是：甲殼素在一定溫度下脫羥基生成雙鍵和羰基，得到類丙烯酮的環(huán)狀物質(zhì)，KF的F-在活化的時(shí)候和丙烯酮結(jié)構(gòu)發(fā)生加成反應(yīng)，形成烯醇負(fù)離子，烯醇負(fù)離子重排后形成α羰基碳負(fù)離子，該碳負(fù)離子與甲醇反應(yīng)生成甲氧基負(fù)離子，甲氧基負(fù)離子進(jìn)攻脂肪酸甘油酯的羰基，生