改性凹土负载脂肪酶催化制备生物柴油的研究
在全球石化资源供不应求的大背景下，生物柴油的研究开发受到了越来越多的重视。而脂肪酶催化法又因为其独特的优越性成为最佳的制备方法。本课题先考察原是凹土的各项特性，选择即最佳的改性方法，再考察脂肪酶的各项特性，选择用改性后的凹土来负载脂肪酶，改善游离脂肪酶在催化过程中的一些缺点，用固定化后的脂肪酶催化大豆油和甲醇进行酯交换反应制备生物柴油，再考察甲醇的添加方式，有机介质的选择等因素，选择最佳的生物柴油制备方法。关键词 生物柴油 催化 脂肪酶固定化 改性凹土
目 录
1 绪论 1
1.1 工业背景 1
1.2 生物柴油概述 1
1.3 生物柴油的发展现状 1
1.4 生物柴油的特性 2
1.5 生物柴油的制备方法 3
1.6 脂肪酶催化制备生物柴油 4
1.7本课题的研究内容和意义 6
2 实验部分 7
2.1实验设备仪器和药品材料 7
2.2 溶液配制 8
2.3 游离脂肪酶酶活的测定 10
2.4 改性凹土固定化脂肪酶的制备 11
2.5 固定化脂肪酶 13
3 结果与讨论 14
3.1凹土的电镜图 14
3.2 脂肪酶浓度对酶活的影响 16
3.3 酸碱强度对游离脂肪酶酶活的影响 16
3.4 温度对游离脂肪酶酶活的影响 17
3.5 储存时间对游离脂肪酶酶活的影响 17
3.6 固定脂肪酶的最佳质量比条件的探索 18
3.7 对固定脂肪酶的最佳时间条件的探索 18
3.8 固定化脂肪酶和游离脂肪酶酸碱稳定性的比较 19
3.9 固定化脂肪酶和游离脂肪酶热稳定性的比较 20
3.10 固定化脂肪酶和游离脂肪酶储存稳定性的比较 20
3.11 反应时间对生物柴油转化率的影响 21
3.12 醇油摩尔比对生物柴油转化率的影响 21
3.13 脂肪酶的用量对生物柴油转化率的影响 22
3.14 叔丁醇的用量对生物柴油转化率的影响 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.15 固定化脂肪酶重复使用性的研究 23
结论 25
致谢 26
参考文献 27 1 绪论
1.1 工业背景
21世纪是一个工业时代，全球经济前进的步伐越发迅速，但在工业发展的同时，越来越多的负面影响也逐渐浮出水面，其中最严重也是最急需解决的是能源危机和环境污染两大问题。目前全球石化资源供不应求的问题日益突出，研究新型的可替代能源成为工业前进路上必须要完成的一项任务。尤其是在我国，更是当务之急。近年来我国工业飞速发展，石化资源需求量急剧增长，供应缺口越来越大。根据相关报道显示，2016年我国石化资源的进口率达到了57.5%，相比2015年提高了1.8个百分点，而按照这个趋势，到2020年我国石化资源的需求量将会达到 4.1亿t～5.5亿t，进口率也将达到60% 左右。一旦出现这种状况我国的能源安全和经济安全将极其危险[1]。此外，由于石化燃料的大量使用所导致的环境破坏问题已成为全球所关注的焦点，减少污染物的排放和研究开发新型的清洁能源迫在眉睫。经过全人类不断的探索发现，生物柴油这一物质具有优秀的节能性和环保性，因此世界各国都将焦点转向这一新型的清洁能源[2]。
1.2 生物柴油概述
生物柴油（biodiesel）又被称作脂肪酸甲酯（fatty acid methyl esters,FAMEs）。是一种液体状态的燃料。一般是通过用各种生物油脂、生活废弃油等作为原料，将原料与低碳醇混合在同一体系中，再加入某些催化剂，让两种反应物质进行酯化反应或酯交换反应的方法来合成的。生物柴油是一种清洁能源，以其优越的节能环保性能被人们认为是优质的石化燃料替代能源。生物柴油是典型的“绿色能源”，在如今全球石化资源供不应求，生态环境破坏十分严重的大背景下，专注于开展生物柴油的研究开发对发展可持续性经济、缓解能源危机、减少生态破坏、控制大气污染等方面具有重要的战略意义[3]。
1.3 生物柴油的发展现状
1.3.1 国外现状
目前世界各国都在石化资源供不应求的背景下，将研究、优化、开发生物柴油作为促进工业经济可持续性发展的首要途径。美国国内近50家生物柴油公司总的年产量能够达到330万t，欧盟的生物柴油年产量已经达到1200万t。亚洲国家也丝毫没有落后，日本的生物柴油年产量达到40万t，马来西亚也达到50万吨t。
1.3.2 国内现状
我国具有独特的地理优越性和物质优越性，拥有丰富的动、植物油脂等可再生资源和餐后废弃油等可回收资源。据统计，我国大豆油的年产量能够达到6000万t，加上庞大的人口数量所产生的大量生活废油，为我国在生物柴油这一领域开展探索研究提供了巨大的便利。自2005年国家发改委启动“农业生物质能源工程”这一项目，明确了中国政府对生物质能源替代石化能源这一研究的导向性政策以来[4]，一系列的有关政策和方案陆续出台，许多企业和研究中心也都展开了生物柴油的开发工作。目前已经陆续在河北、四川、云南等地建设了重点研究基地，我国生物柴油的年产量也已达到110万t，预计到2020年，我国生物柴油年产量将有可能达到200万t[5]。
1.4 生物柴油的特性
生物柴油与0#柴油各项理化特性对比情况如表1.1所示。
表1.1 生物柴油与0#柴油理化特性对比
理化指标
生物柴油
0#柴油
目 录
1 绪论 1
1.1 工业背景 1
1.2 生物柴油概述 1
1.3 生物柴油的发展现状 1
1.4 生物柴油的特性 2
1.5 生物柴油的制备方法 3
1.6 脂肪酶催化制备生物柴油 4
1.7本课题的研究内容和意义 6
2 实验部分 7
2.1实验设备仪器和药品材料 7
2.2 溶液配制 8
2.3 游离脂肪酶酶活的测定 10
2.4 改性凹土固定化脂肪酶的制备 11
2.5 固定化脂肪酶 13
3 结果与讨论 14
3.1凹土的电镜图 14
3.2 脂肪酶浓度对酶活的影响 16
3.3 酸碱强度对游离脂肪酶酶活的影响 16
3.4 温度对游离脂肪酶酶活的影响 17
3.5 储存时间对游离脂肪酶酶活的影响 17
3.6 固定脂肪酶的最佳质量比条件的探索 18
3.7 对固定脂肪酶的最佳时间条件的探索 18
3.8 固定化脂肪酶和游离脂肪酶酸碱稳定性的比较 19
3.9 固定化脂肪酶和游离脂肪酶热稳定性的比较 20
3.10 固定化脂肪酶和游离脂肪酶储存稳定性的比较 20
3.11 反应时间对生物柴油转化率的影响 21
3.12 醇油摩尔比对生物柴油转化率的影响 21
3.13 脂肪酶的用量对生物柴油转化率的影响 22
3.14 叔丁醇的用量对生物柴油转化率的影响 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.15 固定化脂肪酶重复使用性的研究 23
结论 25
致谢 26
参考文献 27 1 绪论
1.1 工业背景
21世纪是一个工业时代，全球经济前进的步伐越发迅速，但在工业发展的同时，越来越多的负面影响也逐渐浮出水面，其中最严重也是最急需解决的是能源危机和环境污染两大问题。目前全球石化资源供不应求的问题日益突出，研究新型的可替代能源成为工业前进路上必须要完成的一项任务。尤其是在我国，更是当务之急。近年来我国工业飞速发展，石化资源需求量急剧增长，供应缺口越来越大。根据相关报道显示，2016年我国石化资源的进口率达到了57.5%，相比2015年提高了1.8个百分点，而按照这个趋势，到2020年我国石化资源的需求量将会达到 4.1亿t～5.5亿t，进口率也将达到60% 左右。一旦出现这种状况我国的能源安全和经济安全将极其危险[1]。此外，由于石化燃料的大量使用所导致的环境破坏问题已成为全球所关注的焦点，减少污染物的排放和研究开发新型的清洁能源迫在眉睫。经过全人类不断的探索发现，生物柴油这一物质具有优秀的节能性和环保性，因此世界各国都将焦点转向这一新型的清洁能源[2]。
1.2 生物柴油概述
生物柴油（biodiesel）又被称作脂肪酸甲酯（fatty acid methyl esters,FAMEs）。是一种液体状态的燃料。一般是通过用各种生物油脂、生活废弃油等作为原料，将原料与低碳醇混合在同一体系中，再加入某些催化剂，让两种反应物质进行酯化反应或酯交换反应的方法来合成的。生物柴油是一种清洁能源，以其优越的节能环保性能被人们认为是优质的石化燃料替代能源。生物柴油是典型的“绿色能源”，在如今全球石化资源供不应求，生态环境破坏十分严重的大背景下，专注于开展生物柴油的研究开发对发展可持续性经济、缓解能源危机、减少生态破坏、控制大气污染等方面具有重要的战略意义[3]。
1.3 生物柴油的发展现状
1.3.1 国外现状
目前世界各国都在石化资源供不应求的背景下，将研究、优化、开发生物柴油作为促进工业经济可持续性发展的首要途径。美国国内近50家生物柴油公司总的年产量能够达到330万t，欧盟的生物柴油年产量已经达到1200万t。亚洲国家也丝毫没有落后，日本的生物柴油年产量达到40万t，马来西亚也达到50万吨t。
1.3.2 国内现状
我国具有独特的地理优越性和物质优越性，拥有丰富的动、植物油脂等可再生资源和餐后废弃油等可回收资源。据统计，我国大豆油的年产量能够达到6000万t，加上庞大的人口数量所产生的大量生活废油，为我国在生物柴油这一领域开展探索研究提供了巨大的便利。自2005年国家发改委启动“农业生物质能源工程”这一项目，明确了中国政府对生物质能源替代石化能源这一研究的导向性政策以来[4]，一系列的有关政策和方案陆续出台，许多企业和研究中心也都展开了生物柴油的开发工作。目前已经陆续在河北、四川、云南等地建设了重点研究基地，我国生物柴油的年产量也已达到110万t，预计到2020年，我国生物柴油年产量将有可能达到200万t[5]。
1.4 生物柴油的特性
生物柴油与0#柴油各项理化特性对比情况如表1.1所示。
表1.1 生物柴油与0#柴油理化特性对比
理化指标
生物柴油
0#柴油
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/yyhx/508.html
