TS-1催化剂结构调控与表面改性及其催化油酸甲酯环氧化反应研究

来源 :江西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mwchy362
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
与传统的邻苯二甲酸酯类增塑剂相比,环氧脂肪酸酯是一种绿色、无毒、无味的高分子塑料增塑剂,可显著地提高塑料耐用性和抗老化性。近年来,全球塑料生产量已超4万吨,用于食品包装的量占总产量的十分之一,食品塑料包装已成为包装材料领域中最为活跃的一个领域,随之增塑剂的应用市场前景也非常广阔。其中,环氧油酸甲酯(EMO)因具有良好的润滑性、相溶性和分散性成为一种典型的环氧脂肪酸酯类增塑剂。它通常可在催化剂存在下由油酸甲酯(MO)与氧化剂发生催化环氧化反应制备。本研究基于钛硅沸石(TS-1)良好的催化环氧化性能,以过氧化氢为清洁氧化剂,高效、绿色催化油酸甲酯环氧化合成环氧油酸甲酯。本文主要是在传统TS-1沸石催化剂基础上,首先对其进行结构改性和表面金属修饰合成了高催化活性的TS-1基催化剂。其次,利用多种表征技术,对合成的TS-1基催化剂的微观结构包括晶体形貌、结构、价态存在形式、成分、酸性强弱及表面性质等进行了详细的测试和分析;再次,考察了催化剂在油酸甲酯环氧化反应中的催化性能、稳定性能和再生性能,结合催化剂的结构表征信息,研究催化剂在环氧化反应中的高效催化作用规律,进一步揭示其催化油酸甲酯环氧化反应的促进作用机理。最后,通过单因素试验对油酸甲酯环氧化反应条件进行优化,获得制备环氧油酸甲酯较优的工艺条件。具体研究内容如下:(1)在传统水热合成TS-1沸石的前期研究基础上,本研究采用了水蒸气辅助晶化法制备小尺寸TS-1-s催化剂并用于油酸甲酯环氧化反应中,TS-1-s催化剂显示了良好的催化活性。通过对催化剂进行XRD、N2物理吸附、UV-vis、SEM、TEM等表征,结果表明,与传统TS-1沸石相比,TS-1-s沸石形貌特征和骨架结构未发生明显改变,但其具有更小的粒径、更大的表面积和良好的四配位骨架钛物种,且在合成过程中固液比和晶化时间对晶粒尺寸无明显影响。为了获得更高性能的TS-1-s催化剂,对其合成条件进行了优化,较优的工艺为:晶化溶剂为蒸馏水,晶化时间为18 h,胶体干燥温度为70°C,晶化温度为170°C,粉末与蒸馏水质量比1:10,油酸甲酯转化率由53.58%,环氧油酸甲酯的选择性为85.48%。(2)通过在TS-1沸石合成过程中引入适量的乙酰胆碱,成功制备了系列大尺寸的TS-1#xACh沸石催化剂,考察了其在油酸甲酯环氧化反应的催化活性。对催化剂进行了XRD、FT-IR、N2物理吸附、XPS、SEM和TEM等表征,结果表明:当乙酰胆碱添加量较低时,TS-1#xACh沸石的晶型结构未明显改变,但引入的乙酰胆碱能促进晶体的快速生长和提高沸石结晶度,其中TS-1#0.1ACh沸石粒径尺寸是TS-1-s的25倍达到3μm;然而过量的乙酰胆碱将阻止沸石晶体的生长,不能合成TS-1沸石。另外,通过考察操作参数对油酸甲酯环氧化反应的影响,获得较优反应条件:乙酰胆碱添加量为0.1(TS-1#0.1ACh催化剂),反应时间为9 h,反应温度为80°C,催化剂用量为0.1 g,H2O2与油酸甲酯摩尔比为1:4。(3)以未煅烧的TS-1-s(TS-1-bs)为载体,通过浸渍法负载金属Mo合成了仅外表面负载Mo的系列xMo/TS-1-bs催化剂,且在油酸甲酯环氧化反应中测试其催化性能。结合催化剂的XRD、FT-IR、N2物理吸附、ICP、UV-vis、NH3-TPD、吡啶红外、XPS、SEM、TEM等表征信息,结果表明Mo的引入并未改变TS-1-s沸石的表面形貌和骨架结构,且Mo物种以Mo6+氧化态的形式高度分散在催化剂表面。结合xMo/TS-1-bs催化剂活性测试数据,研究了其对环氧化反应的催化性能、稳定性能的影响规律,进一步揭示Mo物种对该反应的促进作用机理。最后,通过单因素试验获得较优的反应条件:金属Mo负载量为2%(2Mo/TS-1-bs催化剂),反应溶剂为乙腈,反应温度为80°C,反应时间为12 h,催化剂用量为0.1 g和H2O2与油酸甲酯摩尔比为1:3。
其他文献
随着人们环境保护认知的普遍提升,对自然的向往、对自然元素的使用意识等也在不断增强,将自然景观作为装饰元素运用在日常使用的包装设计中成为一种趋势,自然景观中的艺术风格、配色设计、情境设计等作为装饰元素用于包装设计之中,既可以将现代包装设计的装饰元素向多元化发展,也有助于可持续发展理念更加深入人心。
期刊
氟喹诺酮是一类广谱杀菌类抗生素,因其抗菌活性强被广泛应用水产养殖中。但由于氟喹诺酮类抗生素不合理使用以及代谢不完全,会通过环境和食物进入人体,严重威胁人类的身体健康,因此开发出对氟喹诺酮抗生素高效、绿色环保、灵敏、快速的检测方法是必要的。本课题基于新型低共熔溶剂(DES)结合高效液相色谱法同时测定淡水鱼中多种氟喹诺酮类抗生素,以及应用核酸适配体结合胶体金比色法快速检测氧氟沙星。(1)成功地建立了一
学位
目的 观察产科护理时开展系统性母乳喂养指导的应用效果。方法 选取该院产科2022年1—6月收治的待产妇50例,随机分为常规组与观察组各25例。两组均采取产科常规护理模式,观察组在此基础上联合系统性母乳喂养指导。比较两组出院时母乳喂养知识掌握度、护理满意度评分及3个月内母乳喂养率。结果 观察组母乳喂养知识掌握度[96.0%(24/25)]、护理满意度[96.00%(24/25)]高于常规组[76.0
期刊
槲皮素(Quercetin)是最常见的膳食类黄酮之一,具有多种促健康活性。当前,全球肥胖症的患病率正在持续上升,肥胖与糖尿病、脂肪肝等多种疾病显著正相关。过量摄入的卡路里是导致肥胖的主要原因之一,抑制脂肪酶、淀粉酶和葡萄糖苷酶等消化酶的活性可以减少热量摄入。本文在体外研究了槲皮素对三种消化酶的抑制作用,并在大鼠体内进一步验证了槲皮素降低糖脂吸收的作用。此外,槲皮素难溶且稳定性差,生物利用度低。针对
学位
期刊
牛至(Origanum vulgare)是一种具有抗菌、抗氧化和抗诱变等多种生物活性功能的唇形科牛至属植物,含有挥发油、多酚和黄酮等多种次生代谢物。迷迭香酸(RosA)是一种天然酚酸类化合物,也是牛至中的标志性次生代谢产物。植物细胞培养因具有周期短、稳定性高、目标物提取和纯化容易等优点,有望用于RosA的生产。本实验室前期筛选培育出了生长状态良好的牛至愈伤系,并建立了稳定的细胞悬浮培养体系,从中鉴
学位
香菇是一种药食同源的资源,含有丰富的营养成分,具有健胃保肝、防治肿瘤、延缓衰老等保健功能,深受消费者喜欢。香菇柄约占香菇重量的30%,由于含有大量的膳食纤维导致食用品质不佳,常被当做废弃物处理。本文以黄豆、米粉、香菇柄等为原料生产香菇柄发酵酱,并对制曲工艺和发酵工艺进行优化,探究香菇柄发酵酱的最优制曲工艺和发酵工艺,并对该法制的香菇柄发酵酱品质进行了综合评价,最后利用该香菇柄发酵酱开发一种新型酱糕
学位
SO2是国内外允许使用的食品添加剂,一般以亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、低亚硫酸钠、焦亚硫酸钾等形式添加于食品中,在食品工业中具有护色、防腐、漂白和抗氧化作用。然而,已有研究证实,过量的SO2不仅能引起哮喘、气管炎、肺气肿等呼吸系统疾病,而且与缺血性心脏病、心律失常等心血管疾病密切相关。因此,许多国家对食品中SO2的残留阈值限制进行了严格的规定,所以,对于食品中SO2的检测具有显著的现实意义。
学位
栀子黄色素作为一种天然安全、具有保健功效的食用色素,被广泛应用于食品添加剂和工业染料,国内外对其需求与日俱增,市场前景广阔。但栀子黄色素传统制备工艺复杂,得率和色价均较低,其主要组成成分尚不明确,关于栀子黄色素生物活性系统研究报道较少。基于此,本论文以栀子果实为研究对象,开展栀子黄色素的高效富集制备、结构表征、生物活性及稳态化等系统研究,为栀子黄色素的开发利用提供理论依据。主要研究结果如下:(1)
学位
黄酮类化合物是人类饮食中大量存在的植物活性成分,有多种促进健康作用。然而,因为难溶、不稳定和渗透性差,黄酮的体内吸收效果很差。通过口服递送体系促进黄酮的体内吸收是目前营养学研究的热点。前期研究发现,由于特殊的鼠李糖基,黄酮落新妇苷体内代谢非常独特,主要以本体的形式被吸收和输送,很少形成代谢物。因此,我们认为落新妇苷是一种很好的模式黄酮,用于比较不同口服递送体系的体内促吸收效果。本文以玉米醇溶蛋白、
学位