橡膠籽油催化裂解反应的仪器分析.docVIP

橡胶籽油催化裂解反应的仪器分析 1.橡胶籽油简介 生物柴油是以动植物油脂、废餐饮油脂等为原料制成的液体燃料, 是一种可以替代常规柴油的清洁能源, 因其环保性和可再生性得以大力发展, 但生物柴油原料来源及成本至今仍是制约其产业化发展的重要瓶颈。利用很少开发利用的植胶业副产物橡胶籽油作为生物柴油原料, 是发展生物柴油的又一途径。 橡胶籽是橡胶种植业的副产品，种仁含油率约50%。我国现有橡胶种植面积约49.3万hm2，橡胶籽资源丰富。据估计我国橡胶籽油年产量可达35万吨以上。随着我国橡胶产业的发展，橡胶籽油已成为一种新的植物资源。橡胶籽油和其他天然植物油脂一样，是甘油酸酯类化合物，橡胶籽油这种可再生性的热带木本植物油脂具有广泛用途。它可以代替豆油等使用植物油脂用于油漆工业，还可以通过环氧化、硫化、硫酸化、氢化等化学改性方法制成各种化学品，其水解产物游离脂肪酸和甘油也是有机化工原料。但通过对橡胶籽油成分的分析发现，其理化性质与大豆油相近，脂肪酸组成中不饱和脂肪酸占80%以上，而其中的亚麻酸具有很高的营养价值，是一种潜在的食用新油源。 2.橡胶籽油成分分析 2.1　含水率、挥发油含量、含油率的测定[1,2]　 用甲苯蒸馏法测橡胶籽种仁含水率, 用水蒸汽蒸馏法测挥发油含量, 以乙醚为溶剂测油脂含量。 对橡胶籽和仁分别按上述方法测定, 结果见表1。 表1 中橡胶籽仁的含油率为50.60% , 橡胶籽的含油率是按壳与仁的比值换算出的, 其含油率较高, 是一种有利用价值的优质油料. 油脂是生产加工食用油、工业用油的主要原料, 因此, 利用橡胶籽加工食用油、肥皂、油漆、硬脂酸、润滑油、化妆品等物质均是开发利用橡胶籽的途径. 如按每公顷橡胶林年产橡胶籽2000 kg, 按种仁的出油率为38%～40% 计, 其1 hm2橡胶林所产橡胶籽可提炼橡胶油约410 kg, 开发利用的经济效益将会十分可观. 2.2 　橡胶油中的脂肪酸组成的测定 用气相色谱法分析橡胶油中脂肪酸组成[3,4]。 表2 橡胶籽油的脂肪酸组成 Table 1-1 Fatty acid composition of rubber seed oil 脂肪酸 C12:D C14:D C16:0 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3 C20:0 含量/% 0.567 5.283 10.635 9.976 16.283 38.915 17.467 0.876 橡胶籽仁中油脂的脂肪酸组成主要分布在C14～C18之间，其含量约占总量的98%。 在肥皂制品中，肥皂的去污能力与肥皂的表面活性有关，而表面活性的大小又与脂肪酸碳链的长短有关。少于12个碳原子的脂肪酸，因为其分子量小而没有很好的表面活性，大于18 碳的脂肪酸，在常温的水中使用，溶解度太低[5]。 因此, C12～C18酸的表面活性较为适宜,超过C18酸的表面活性下降[6]。 笔者测定的橡胶油中脂肪酸组成主要为C14～C18酸，因此说明了橡胶油是制造肥皂的优良液体油脂。 油酸、亚油酸是人体所必需的营养成分。营养丰富的食用油，如芝麻油、花生油、茶油、米糠油、豆油等都含有较高的油酸、亚油酸。在表2的实验数据中，橡胶油的油酸、亚油酸含量分别为16. 28%，38. 92% ，占橡胶油总量的55. 2%。分析数据表明: 橡胶油是一种理想的食用油原料，但橡胶油能否作为食用油，还有待更进一步的实践检验。 3.中孔分子筛的表征研究进展 3.1 M41S系列中孔分子筛的简介 根据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的定义，中孔分子筛是指孔径在2～50nm，有规整孔道的孔材料。1992年美国Mobil公司Beck[7]等首次用无机硅、无机碱和有机表面活性剂在特定条件下合成出了孔径在1.5～10.0nm，具有规整孔道结构、孔径可调的M41S系列新型中孔分子筛材料。自美国Mobil 公司采用在水溶液中能形成胶束液晶相的表面活性剂与无机盐物种相互作用的液晶模板机理( LCT) , 首次合成出新型介孔分子筛M41S 族以来, 介孔材料的研究已成为催化研究领域的热点[7-12] 。其中M41S系列中孔分子筛包括六方结构的中孔材料MCM-41、立方结构的MCM-48、热不稳定的层状MCM-50。 与传统的微孔分子筛相比，这种类型的中孔分子筛不仅具有较大的孔径和均一的孔径分布，而且还具有较大的比表面积、较好的化学稳定性和热稳定性。MCM-41是其中的典型代表，其具有一维孔道结构排列规则，孔径分布均匀且孔径尺寸可以调整，比表面积大等优点，是一类理想的新型催化材料。 3.2中孔分子筛的表征 常用于表征介孔材料结构与特性的实验手段有X射线粉末衍射和气体吸附等。 3.2.1 XRD测定中孔分子筛结构[12,13,14] 样品的XRD分析用岛津XD-5A型X