[01162364]结构与功能可控调控型稀土改性碳基固体酸催化废油脂合成生物柴油

本项目成果属于能源化工领域。针对生物柴油的生产成本虽可通过使用廉价高酸值废弃油脂为原料来降低,但由于废弃油脂中所包含的物质成分复杂,而对一种可同时催化酯化及酯交换反应,并能在该反应体系中保持高催化活性和稳定性的催化剂提出了苛刻要求这一难题,在国家自然基金等项目支持下,综合运用催化科学、反应工程、分离工程等多学科理论,开展了从结构与性能可控调变的新型碳基固体酸的设计合成到应用其催化高酸值废弃植物油合成生物柴油的研究工作,包括碳基材料及碳基固体酸的合成优化设计、碳基固体酸催化作用机理和动力学、反应和分离耦合制备生物柴油新方法、基于分子结构图形学预测生物柴油燃烧性能等方面的系统性基础理论研究,取得了显著的经济效益和社会影响。 主要研究内容： （1） 首次阐明了通过筛选具有特定分子结构的有机物,并经高温炭化作用处理,将对合成一种具有有序结构的碳基材料产生极为关键的作用,该成果单篇被SCI他引51次,如被Renewable and Sustainable Energy Reviews（IF==5.627）引用,评价为“舒等人通过对植物油沥青炭化物进行磺化处理的方式合成了一种新型碳基固体酸催化剂”。 （2） 对当前国内外常采用的酸加碱复合催化高酸值原料油脂为生物柴油法进行了优化研究,发展了一种以植物油沥青碳基固体酸为全反应过程的单一催化剂,经反应与分离过程耦合来合成生物柴油的新方法,该成果单篇被SCI他引29次,如被Carbon（IF =5.868）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”。 （3） 揭示了稀土金属离子镧可有效提高固体酸催化剂的酸位密度,并增加其稳定性和分散性。该成果单篇被SCI他引65次,如被Bioresource Technology（IF =4.75）引用,评价为“舒等人报道了一个重要发现：镧原子可代替桥羟基中的铝原子,该同构置换将形成新的B酸位”。 （4） 创新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25次,如被Renewable and Sustainable Energy Reviews（IF==5.627）引用,评价为“尽管目前已经开发了多种有效的可用于预测某一特定温度值下的石化柴油密度和粘度值的方法,但对于生物柴油而言,目前已开发的方法还屈指可数。舒等人在2007年提出了一种基于分子拓扑指数预测生物柴油粘度值的方法”。 研究成果在国际著名能源化工/催化类学术期刊发表SCI论文20篇,其中影响因子大于4.0的2篇,影响因子大于2的7篇。论文被Carbon（IF =5.868）和Green Chemistry（IF =6.828）等国际著名化学/化工类SCI期刊他引350次。此外,研究者将以上研究成果汇总后完成了专著《生物柴油科学与技术》,于2012年在冶金工业出版社出版,该专著在2013年度被评为江西省高等学校科技成果奖一等奖。