[00390326]农林固废物可控制备固体酸及催化合成生物柴油反应机理

该项目成果属于环境工程领域。与西方发达国家不同，中国生产生物柴油的原料主要为廉价废动植物油脂，由于其成分复杂，对催化剂的要求非常苛刻。因此，如何制备一种价格低廉、并且能在反应过程中保持高活性和稳定性的催化剂，已经成为了一个迫切需要解决的难题。在该研究背景下，该项目对以农林固体废弃物为原料可控合成碳基固体酸的内在机制及催化废油脂合成生物柴油的反应机理进行了系统研究。主要内容为：创新性地将植物油沥青、石油沥青和废弃山茶油壳经炭化作用后得到的多孔碳与-SO3H官能团键合，合成了一种具有灵活空间结构的环境友好型固体酸催化剂，在催化转化废油脂为生物柴油时显示了高活性和稳定性。该成果单篇被SCI他引113次，如被Chemical Reviews (IF=46.568)引用，评价为"舒等人合成得到了一种具有灵活空间结构且含有-SO3H官能团的碳基固体酸催化剂，在用于催化合成生物柴油时，显示出了高催化活性"。基于相平衡理论，将分离与反应相融合，全反应过程只需要一种酸性催化剂，有效避免了传统酸碱复合两步催化法的缺陷，同时增加了脂肪酸和甘油酯的转化率。该成果单篇被SCI他引44次，如被Carbon (IF=6.196)引用，评价为"该方法不仅有利于生物柴油的生产，同时也是一系列通过酸催化反应来合成其它化学品的有效手段"。创新性地基于拟均相反应动力学模型，建立并求解了碳基固体酸同时催化酯化及酯交换反应过程相关的机理型动力学模型。该成果单篇被SCI他引23次，如被Fuel (IF =3.52)引用，评价为"非均相催化反应动力学方面的研究非常缺乏，舒等人的动力学研究意义重大"。开创性地提出了一种基于分子结构图形学来预测不同原料油脂来源的生物柴油产品燃性能的新方法。该成果单篇被SCI他引22次，如被Fuel (IF =3.52)引用，评价为"舒等人开发了一种预测生物柴油燃烧性能的高效方法"。项目研究成果共发表SCI收录论文30篇，SCI总他引次数为600余次，SCI单篇他引最高次数为113次。此外，研究者出版了专著《生物柴油科学与技术》，获得了江西省高等学校科技成果奖一等奖。