銅藻炭基固體酸催化劑的制備與應(yīng)用.pdf

1、銅藻是浙江海域優(yōu)勢大型海藻，被用于海洋生態(tài)修復(fù)。但是，如果任由成熟銅藻在海域中衰亡，就可能造成海水富營養(yǎng)化等負面問題。因此，銅藻等大型海藻的資源化利用成為海洋資源開發(fā)的研究熱點。
　　本文以銅藻為原料，采用水熱炭化-磺化法制備生物質(zhì)炭基固體酸催化劑，在單因素實驗的基礎(chǔ)上，以響應(yīng)面試驗分析獲得制備催化劑的最優(yōu)工藝條件；對材料的物理化學(xué)性質(zhì)進行了表征；探索了催化劑應(yīng)用于催化酯化反應(yīng)的最優(yōu)反應(yīng)條件；為評價材料生產(chǎn)與應(yīng)用過程中的碳排放情況

2、，對銅藻炭基固體酸催化劑系統(tǒng)進行了全生命周期溫室氣體排放分析。
　　結(jié)果表明：
　　（1）以催化劑表面酸量為指標，通過單因素實驗和響應(yīng)面分析確定制備銅藻炭基固體酸催化劑的最優(yōu)工藝條件為：炭化溫度217℃、炭化時間4.6h、濃硫酸用量15ml、磺化溫度108.5℃、磺化時間2h。在此條件下，實驗測得催化劑的表面酸量達到1.615mmol/g。
　?。?）表面形貌分析、晶體結(jié)構(gòu)分析、孔隙結(jié)構(gòu)分析和接觸角分析的結(jié)果表明水熱炭

3、具有無定形炭結(jié)構(gòu)、大孔結(jié)構(gòu)和親水性，這些性質(zhì)使其成為固體酸催化劑的優(yōu)良炭基載體。元素分析、表面官能團分析的結(jié)果表明磺酸基團成功負載到了水熱炭材料的表面。
　?。?）響應(yīng)面法得到催化劑應(yīng)用于催化酯化反應(yīng)的最優(yōu)反應(yīng)條件為：催化劑用量16.6％、醇油摩爾比7.23:1、反應(yīng)溫度90℃、反應(yīng)時間2.72h，此條件下酯化率達到96.58%。催化劑在酯化反應(yīng)中重復(fù)使用7次酯化率仍在85%以上，表明催化劑穩(wěn)定性良好。
　?。?）銅藻炭基固