桉木木质素提取及环氧树脂的合成表征

利用木质素大分子与双酚A相似性,采用木质素替代双酚A制备环氧树脂可减少化石原料双酚A的使用。采用衣康酸助催化高温液态水耦合酶催化水解法提取人工林剩余物―桉木的木质素。电子扫描电镜SEM检测表明:木质素分子量颗粒分布均一,木质素含量97.6%,酚羟基含量1.48 mmol/g。利用木质素与双酚A结构相似,在碱催化下与环氧氯丙烷反应合成木质素基环氧树脂。傅立叶红外光谱检测表明,氢氧化钠催化下发生了化学反应,生成了环氧基,环氧值为0.36 mol/100g。热失重TGA分析显示:双酚A环氧树脂失重发生在314.57℃~455.37℃,800℃时最终残余量(剩余物质质量)达到6.813%;木质素环氧树脂失重主要发生在85.62℃~335.82℃区间,800℃时最终残余量为20.34%。通过对比木质素基环氧树脂热稳定性比双酚A环氧树脂好

米黑根毛霉脂肪酶基因密码子优化及重叠延伸PCR合成

目的对米黑根毛霉脂肪酶基因的密码子进行优化，并采用重叠延伸PCR合成设计的基因序列。方法根据毕赤酵母（Pichiapastoris）密码子使用偏好性，对米黑根毛霉脂肪酶成熟肽基因进行全面密码子优化，根据优化后的氨基酸编码序列设计合成30条长度约为48bp的寡核苷酸片段，并采用重叠延伸PCR法扩增合成全长基因序列。结果经凝胶电泳和酶切鉴定、测序分析表明，合成的目的基因与设计的序列相一致。结论该研究为脂肪酶基因在毕赤酵母中的构建及后续表迭奠定了基础

微藻直接离子液体脂肪酶制备生物柴油

采用小球藻、甲醇为原料,脂肪酶为催化剂,离子液体为提取剂和反应介质,直接提取酯交换制备生物柴油。考察不同工艺条件对产率的影响,结果表明:甲醇用量和藻粉质量比为8∶1,离子液体BMIMDCA和藻粉质量比为1∶1,脂肪酶用量为藻粉质量的12%,反应温度为50 ℃,酯交换反应时间为16 h条件下,生物柴油的转化率可达69.6%。采用微藻直接离子液体脂肪酶制备生物柴油无需从微藻粉中提取油脂,因此降低过程成本、缩短工艺,能实现含油微藻到生物柴油的一步转化

二氧化硅负载磷钨酸催化合成生物柴油

以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅负载磷钨酸催化剂,并对其进行红外光谱、XRD表征。再以菜籽油和甲醇为原料,以自制固体酸为催化剂,合成生物柴油。通过单因素实验和正交实验确定最佳反应条件。结果表明:二氧化硅负载磷钨酸催化合成生物柴油的最佳条件为磷钨酸负载量40%、醇油摩尔比6∶1、催化剂用量为菜籽油质量的10%、反应时间2.5 h、反应温度68℃,在此条件下生物柴油转化率可达96.0%

磺酸型离子液体合成及催化制备生物柴油工艺研究

研究合成功能化酸性离子液体1-丙基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐（PrSO3HMImHSO4）,采用核磁共振、红外光谱、热重分析等分析法进行表征验证,并用其催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油,考察醇油物质的量之比、反应温度、反应时间和离子液体用量对酯交换反应的影响及离子液体的稳定性。结果表明：在n甲醇∶n菜籽油=10∶1,反应温度120℃,反应时间8 h,离子液体用量为菜籽油质量7%的条件下,生物柴油收率可达95.56%,且稳定性良好,循环使用5次催化性能未明显降低

模板法制备多孔交联脂肪酶聚集体碳酸钙及其特性

针对传统交联脂肪酶聚集体(cross-linked lipase aggregates,CLEAs)表面密实、比表面积小、无太多孔隙结构、在催化过程中存在扩散限制、影响酶催化效率等问题,该文通过脂肪酶、氯化钙、碳酸钠、硫酸铵共沉淀制备脂肪酶/碳酸钙微球,再加入二硫苏糖醇(dithiothreitol,DTT)进行脂肪酶交联自组装,然后用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)去除碳酸钙模板剂,制得多孔交联脂肪酶聚集体微球(p-CLEAs),对其制备条件、结构特征、酶学性质进行研究。结果表明,最佳制备条件为:Ca^2+浓度0.35 mol/L、脂肪酶与Ca^2+比例5:1、沉淀剂饱和度80%、沉淀pH值为8、沉淀时间45 min、DTT体积分数0.2%、交联时间40 min。与常规CLEAs相比,所制备的p-CLEAs在甲醇耐受性、热稳定性和pH值稳定性方面均有明显改善,4℃保藏6个月,仍保持较高的活性。其结构稳定,形貌、孔道尺寸可调控,呈多孔结构,这种多孔结构使得底物分子更容易进入脂肪酶的活性位点,不仅降低了传质限制,还提高了催化效率,具有较高的催化活性

超声波辅助离子液体组合物直接制备微藻生物柴油

微藻生物柴油能够解决目前植物原料生物柴油面临的耕地不足、气候变化影响产量并引起农作物价格上涨等突出问题,但传统微藻生物柴油生产过程能源与化学品消耗大,将微藻油脂的提取-酯交换耦合成一个单元,具有较大应用潜力。该研究采用小球藻、甲醇为原料,离子液体组合物作为提取剂、催化剂,超声波辅助催化微藻直接提取-酯交换制备生物柴油。考察超声波频率、超声波功率、离子液体类型、离子液体用量、反应温度、反应时间、醇油摩尔比等因素对酯交换率的影响,并与传统水浴加热机械搅拌法比较,结果表明,超声波和离子液体对生物柴油的制备有协同促进作用,离子液体具有催化、提取与增溶的作用,能较好地消除醇油界面接触,超声波的引入强化了传质传热过程,与传统加热方式水浴加热机械搅拌法相比,可以缩短酯交换反应的时间,降低反应温度,减少离子液体、甲醇的用量。离子液体BMIMHCOO为提取剂,微藻油脂提取率最高;酸性离子液体催化效果明显高于碱性离子液体,离子液体SO3H-BMIMHSO4为催化剂,微藻油脂转化率最高。当超声波功率240 W,频率28 k Hz,甲醇用量和藻粉质量比为6 1∶,离子液体组合物和藻粉质量比为5 1∶,离子液体BMIMHCOO与SO3H-BMIMHSO4体积比为12∶1,反应温度为50℃,超声反应时间50 min条件下,生物柴油的转化率可达69.6%。该方法将离子液体溶解提取性能、催化性能及超声波的空化效应相结合,将油脂的提取与油脂的转酯化合二为一,不需先从微藻粉中提取油脂,缩短了工艺,能够实现含油微藻到生物柴油的一步转化

Preparation of biodiesel from microalgae by direct transesterification under ultrasonic-assisted ionic liquid composite conditions

微藻生物柴油能够解决目前植物原料生物柴油面临的耕地不足、气候变化影响产量并引起农作物价格上涨等突出问题,但传统微藻生物柴油生产过程能源与化学品消耗大,将微藻油脂的提取-酯交换耦合成一个单元,具有较大应用潜力。该研究采用小球藻、甲醇为原料,离子液体组合物作为提取剂、催化剂,超声波辅助催化微藻直接提取-酯交换制备生物柴油。考察超声波频率、超声波功率、离子液体类型、离子液体用量、反应温度、反应时间、醇油摩尔比等因素对酯交换率的影响,并与传统水浴加热机械搅拌法比较,结果表明,超声波和离子液体对生物柴油的制备有协同促进作用,离子液体具有催化、提取与增溶的作用,能较好地消除醇油界面接触,超声波的引入强化了传质传热过程,与传统加热方式水浴加热机械搅拌法相比,可以缩短酯交换反应的时间,降低反应温度,减少离子液体、甲醇的用量。离子液体[BMIM][HCOO]为提取剂,微藻油脂提取率最高；酸性离子液体催化效果明显高于碱性离子液体,离子液体[SO3H-BMIM][HSO4]为催化剂,微藻油脂转化率最高。当超声波功率240 W,频率28 k Hz,甲醇用量和藻粉质量比为6 1∶,离子液体组合物和藻粉质量比为5 1∶,离子液体[BMIM][HCOO]与[SO3H-BMIM][HSO4]体积比为12∶1,反应温度为50℃,超声反应时间50 min条件下,生物柴油的转化率可达69.6%。该方法将离子液体溶解提取性能、催化性能及超声波的空化效应相结合,将油脂的提取与油脂的转酯化合二为一,不需先从微藻粉中提取油脂,缩短了工艺,能够实现含油微藻到生物柴油的一步转化

NaHSO4催化椰子油皂脚油酯化降酸工艺优化

以椰子油皂脚油为原料的生物柴油酯化效率与催化剂和结合反应装置的操作方法有关。以硫酸氢钠为催化剂结合设计的反应装置,对高酸值椰子油皂脚油进行预酯化反应研究。通过单因子试验探讨适用于反应装置的反应条件,并讨论不同的操作方式对反应速率和反应进程的影响。结果表明:最佳条件为:反应温度105℃,甲醇通入流速为0.825 mL/min,催化剂用量为5.0%,反应2 h下转化率>95%。催化剂重复使用9次后转化率78.15%;改变操作方法,0.1 MPa条件下反应,采用通入甲醇1.32 mL/min反应30 min,后常压条件下通入甲醇量0.825 mL/min,反应30 min,椰子油皂脚油酸值由106变为1.2 mg/g,转化率98.9%,并可缩短酯化时间1 h,油脂成品满足酯交换工序要求。精制的生物柴油成品所测试的技术指标符合德国现行生物柴油标准(DIN V 51606)

废油脂生物柴油副产甘油制备环氧氯丙烷的研究

为了延长生物柴油产业链,以废油脂生物柴油副产物粗甘油为原料,高值化利用生产衍生物环氧氯丙烷(ECH)。粗甘油原料被提纯成工业级甘油,经氯化反应和环化反应制备了环氧氯丙烷。以200 m L/min的氯化氢气体为氯化剂、己二酸为催化剂,在反应温度为105℃、己二酸质量分数为7.5%的条件下,通过降温真空除水3次,制得二氯丙醇(DCP),氯化收率达93.2%,甘油转化率达96.7%。在氢氧化钠催化下二氯丙醇环化制得环氧氯丙烷。通过单因素实验得到环化反应的最佳工艺条件为:反应时间为30 min、氢氧化钠与二氯丙醇摩尔比为1.2∶1、反应温度为90℃,在此条件下的环化收率为89.5%