Archive for 研究动态

Basic catalytic transesterification of oils with homogeneous [(e.g., sodium methoxide, potassium or sodium hydroxide and heterogeneous catalysts (e.g, CaO and sodium silicate) is the most common method for biodiesel production at low temperatures (e.g., 50-60 oC). However, they are easily to form soap with free fatty acids (FFAs) when low qualified oils with high acid value (AV) are used as raw materials, and two-step process composed of esterification and transesterification catalyzed over acidic and basic catalysts was developed. But, the process is too complex and costly. This work aims to directly produce biodiesel from oils with high acid value without any pretreatment using activated nanosized Mg-Al hydrotalcite.
Miss Yitong Wang (Master student), under the guidance of Professor Dr. Zhen Fang from Xishuangbanna Tropical Botanical Garden (CAS), prepared Mg-Al hydrotalcite (HT-Ca) nanoparticles (< 45 nm) by co-precipitation and hydrothermal activation with aqueous Ca(OH)2 solution. HT-Ca presented both acidic and basic due to the formation of Mg4Al2(OH)14.3H2O, Mg2Al(OH)7 and AlO(OH) nanocrystals to esterify and transesterify oils with high AV. Under conditions of 5 wt% HT-Ca, 160 oC, 30/1 methanol/oil molar ratio and 4 h, 93.4% Jatropha biodiesel yield was obtained at AV of 6.3 mg KOH/g with 4 cycles (biodiesel yield > 86%). It was further found that it can resist FFAs, and biodiesel yield reached 92.9% from soybean oil with high AV of 12.1. HT-Ca catalyst showed a potential practical application for direct production of biodiesel from oils with high AV without pretreatment.

The results are published in Bioresource Technology:

YT Wang, Zhen Fang*, F Zhang, BJ Xue. One-step production of biodiesel from oils with high acid value by activated Mg–Al hydrotalcite nanoparticles, Bioresource Technology, 193, 84–89 (2015).

活化Mg-Al 水滑石纳米颗粒用于一步法催化高酸值油脂制备生物柴油

 由于中国的国情限制,用于制备生物柴油的非食用原料油酸值都比较高。这样,碱性催化剂在低温(如50摄氏度)制备生物柴油容易发生严重的皂化反应。而酸性催化剂制备生物柴油时,尽管没皂化反应,但要求较高的反应温度(如220摄氏度),对设备的质量要求也很高,同时易腐蚀设备。所以,本研究目的是制备同时具有酸碱性的催化剂可以一步法直接催化高酸值的油脂变成生物柴油。
中国科学院西双版纳热带植物园生物能源组,硕士生王一同小姐在方真研究员的指导下,成功合成了Mg-Al 水滑石纳米颗粒,将其活化后用于催化高酸值的小桐子油以及高酸值的混合大豆油制备生物柴油。实验结果表明:该纳米颗粒具有较好的抗酸性,在反应温度160 oC, 5%催化剂量,30/1醇油摩尔比和4 h 的反应时间条件下,催化酸值为6.3的小桐子油,生物柴油的产率可以达到93.4%,当催化酸值为12.1的混合大豆油制备生物柴油,产率可以达到92.9%。该纳米颗粒重复使用四次,生物柴油的产率依然可以达到86%以上。活化后的Mg-Al 水滑石纳米颗粒表现出良好的催化性能。

相关研究成果发表在国际著名能源期刊Bioresource Technology上:

YT Wang, Zhen Fang*, F Zhang, BJ Xue. One-step production of biodiesel from oils with high acid value by activated Mg–Al hydrotalcite nanoparticles, Bioresource Technology, 193, 84–89 (2015)

图为活化的Mg-Al 水滑石纳米颗粒用于小桐子生物柴油制备

图为活化的Mg-Al 水滑石纳米颗粒用于小桐子生物柴油制备

随着气候变化和石油价格的不断上涨,人们日益认识到寻求能源替代品的迫切性,所以国内外研究者纷纷开展农业废弃物转化成高附加值产品的深入研究。在所有可替代资源当中,木质纤维素原料可作为较为理想的碳源。 Read the rest of this entry »

生物柴油是一种环境友好型可再生能源。开发可回收、再利用的固体催化剂,利用小桐子油为代表的非食用油为原料是生物柴油研究的关键。 Read the rest of this entry »

半纤维素的损失以及不能有效地破坏纤维素的结晶结构,是木质纤维素水解液中糖得率低以及水解成本高的主要原因。稀酸水解可以有效地将半纤维素水解成糖,而这些糖可以有效地被细菌利用生成2,3-丁二醇(36.1%)。 Read the rest of this entry »

为了充分利用原料和获得具有高浓度糖的生物质水解液,微晶纤维素和小桐子果壳在经过离子液体([BMIM]Cl)处理后再进行稀酸水解。相比于没有经过预处理的微晶纤维素,离子液体处理后的纤维素在水解后,还原糖的得率和浓度提高了139%, 水溶性产物的得率提高了128%。 Read the rest of this entry »

超声能在生物燃料技术中的应用

通过热化学和生物化学方法将绿色廉价、可再生的生物质原料转化为燃料是解决未来能源困境的重要途径。使用超声波能量实施过程强化,可以在室温条件下破坏顽抗的生物质结构,便利复杂化学组分的分离,将生物质的催化反应由非均相转变为均相或者准均相,从而在本质上改善制约生物质转化效率和选择性的因素。超声波具有特殊的物理特性,可以通过空化作用积累超声能量,然后通过空化气泡在微秒数量级的瞬间崩溃急剧释放能量。释放的能量强度足以破坏任何的化学键,打破多相体系的界面限制,强化反应过程的传质传热。因此,超声波处理既可以高效地破坏生物质结构,促进生物质原料的混合和反应,又不至于显著影响生物质反应的选择性,在生物燃料领域的研究中具有较大潜力。 Read the rest of this entry »

随着化石燃料的逐渐枯竭与能源需求的不断增加,人们越来越认识到寻求能源替代品的迫切性,所以国内外研究者纷纷开展农业废弃物转化成高附加值产品的研究。马来西亚是种植棕榈油料植物最多的国家之一,随着棕榈油的广泛开发利用,棕榈油厂每年生产大约2.39万吨棕榈果实残渣废弃物,经过研究表明其残渣中不仅含有蛋白质,而且其水解产物含有甘露糖,葡萄糖和半乳糖等六碳糖,为微生物发酵生产高附加值化学品提供了较为理想的碳源,使其有可能成为马来西亚棕榈油工业的副产品开发方向。 Read the rest of this entry »

生物柴油作为一种环境友好的可再生能源,近年来受到人们的持续关注和广泛研究,而如何提高生物柴油生产效率一直是研究的热点问题。在生物柴油产业迅速发展的同时,副产物甘油也随之大量产生,如何利用副产物甘油制备高附加值产品氢气已成为新的关注点。氢气可作为清洁能源使用,而且可以用于燃料电池领域,应用前景非常广阔。 Read the rest of this entry »

  Hydrolysis of cellulose to glucose is a crucial step for effective use of lignocellulosic biomass because glucose can be efficiently refined to various biofuels, chemicals, foods and medicines. Therefore, many studies have been done to hydrolyze cellulose to glucose with enzymes, dilute acids and sub- or super-critical water; however, these methods have many disadvantages such as the high cost of enzymes, difficulty in separation of catalysts, corrosion of reactors, undesirable waste effluents and severe reaction conditions. Read the rest of this entry »

  最近,方真研究员(http://brg.groups.xtbg.ac.cn/pi%e4%bb%8b%e7%bb%8d-2)与斯普林格(Springer)签订合同,被邀请担任 Springer系列丛书 -“生物燃料和生物炼制”总编。 Read the rest of this entry »

 
encyclopedie & Credit counseling & national guard