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利用光催化重整生物柴油合成中残留甘油生产氢气
摘要： 生物柴油（BDF）作为石油基燃料的新型可持续能源替代品备受关注。特别是欧洲市场为遵循能源与气候政策，生物柴油需求显著增长。由此带来的产能提升需要重新利用生物柴油合成过程中的副产物甘油。我们重点研究了以二氧化钛（TiO2）为光催化剂、甘油作为牺牲剂（SaH）的光催化重整技术。近期发现，在负载铂的二氧化钛（Pt/TiO2）催化剂进行光催化产氢过程中，所有碳原子均连接氧原子的牺牲剂（如甘油和甲醇）会持续作为电子源直至其牺牲能力耗尽。本研究通过光催化重整技术探索了生物柴油合成中残留甘油的再利用途径。
关键词： 生物柴油、重整、二氧化钛、氢气、光催化剂、生物柴油燃料（BDF）
更新于2025-09-23 15:21:21
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分子光谱法预测生物柴油和植物油氧化降解的评估：酸值与紫外-可见吸收及荧光的相关性分析
摘要： 本研究评估了紫外-可见吸收光谱和荧光光谱技术用于监测白芝麻（Sesamum indicum L.）油及其生物柴油在110°C下经不同时间降解后氧化程度的适用性。光谱数据与样品酸值之间的相关性表明，这两种光学技术均可用于监测氧化降解过程。此外，研究提出了基于紫外-可见吸收数据预测油脂及生物柴油酸值的定量模型。通过留一法交叉验证测试该预测模型，首次证明采用相同的紫外-可见光谱分析方案可同时预测生物柴油和植物油的酸值。对油脂和生物柴油样品的酸值预测结果与实测值相比，平均误差分别约为3%和8%。因此，紫外-可见吸收技术可作为一种快速实用的方法，定量监测植物油和生物柴油的氧化降解过程。
关键词： 氧化稳定性、光学光谱学、生物柴油、酸值、植物油
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用多元曲线分辨交替最小二乘法（MCR-ALS）将红外光谱作为过程分析技术（PAT）应用于生物柴油生产过程
摘要： 过程分析技术是指在反应进行过程中对工艺流程进行在线采集分析信息。所获信息使工艺工程师能更好地控制关键工艺参数，并引导反应向理想路径发展。近红外光谱技术凭借其分析特性以及高度自动化能力、多样的采样和光谱采集方法，在与化学计量学结合后成为过程监测的有效工具。采用多重散射校正预处理技术和交替最小二乘法（可同步提取反应混合物的光谱与浓度信息），配合1000-2250纳米波段的光纤近红外光谱技术，从生物柴油生产工艺中提取分析信息。所得输出结果清晰呈现了工艺过程中组分的浓度与类型等有效数据?；谡庑┙峁沟姆从Χρа芯肯允?，该过程存在具有不同速率的三阶段动力学特征。
关键词： MCR-ALS（多元曲线分辨-交替最小二乘法）、近红外光谱、过程分析技术、生物柴油
更新于2025-09-24 03:23:40
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基于手持智能手机光纤荧光传感器（SOFFS）的定量远程及现场汞离子（Hg2+）检测
摘要： 二丁醚（DBE）因其优异的理化特性和可再生性，成为最具前景的车用替代生物燃料之一。本研究探究了不同喷射及环境条件下，DBE添加对柴油-生物柴油混合燃料喷雾宏观特性的影响。制备了三种三元混合燃料：(1)体积比72%柴油+18%生物柴油+10%DBE（D72B18DBE10）；(2)64%柴油+16%生物柴油+20%DBE（D64B16DBE20）；(3)56%柴油+14%生物柴油+30%DBE（D56B14DBE30），并与80%柴油-20%生物柴油混合燃料（D80B20）及传统柴油（D100）进行喷雾特性对比。实验采用高压共轨喷射系统在定容燃烧弹中通过高速摄影法开展。结果表明：在五种测试燃料中，D80B20具有最长的喷雾贯穿距离、最小的锥角和投影面积。随着DBE混合比例增加，喷雾贯穿长度略有缩短，锥角和投影面积增大。当三元混合燃料中DBE体积分数为20%时，其喷雾贯穿距离、锥角及投影面积与柴油相当。此外基于准稳态射流理论分析了空气卷吸特性，发现添加DBE能改善柴油-生物柴油混合燃料的空气卷吸特性，其中D64B16DBE20的燃油-空气混合效果与D100相似。
关键词： 生物柴油、柴油、二丁醚、喷雾特性
更新于2025-09-19 17:13:59
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微藻生产与光伏板的最佳整合：环境影响与能量平衡
摘要： 背景：微藻的生物柴油生产能力是当前农业油料作物的10至20倍。但由于其需要更多能源供应，环境影响仍存在不确定性（文献中的矛盾结果即为例证）。此外，太阳辐射强度常超过微藻光合作用能力，导致光饱和、光抑制、过热甚至死亡。因此，用太阳能板为微藻遮阴既能提高高温期生产力，又能为生产过程提供本地电力。本研究主要通过生命周期评价框架，测量不同最优微藻品种与光伏板（PV）覆盖比例组合下，太阳能温室中微藻生物柴油的能源性能与环境影响。研究模拟数学模型，探究法国南部索菲亚安提波利斯地区气象条件下，采用低辐射（low-E）玻璃建造的温室顶部覆盖不同比例（0%至90%）CIGS太阳能板时，跑道池中微藻的生产力表现。 结果：电能与生物质能生产需权衡——光伏板覆盖比例过大会限制微藻产量。从能源角度看，最优配置在10%-20%光伏覆盖区间；但从环境效益看，50%覆盖最佳。不过20%与50%覆盖的环境影响评估差异微小，且20%覆盖的净能量比（NER）比50%高48%。因此综合能源与环境效益，20%光伏板覆盖是最佳方案。 结论：相比无光伏板的微藻培养，使用光伏板能产生协同效应——既供应本地电力又降低气候变化影响。经济角度而言，低比例光伏板覆盖更具吸引力；但即使仅10%面积安装光伏板，环境足迹也会显著降低。预计微藻生产力提升或生产工艺改进将快速增强这些效益。
关键词： 绿球藻属，可再生能源，跑道池，栅藻属，生物柴油，生命周期评估
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于改进型抛物槽式太阳能集热器和生物燃料发电机的新型双CHP型可再生能源电站的设计与建设
摘要： 本研究设计并构建了一套双混合系统，包含改进型抛物槽式太阳能集热器（CSP）与生物柴油发电机组。该系统利用CSP的热损失生产第一代和第三代生物燃料制成的生物柴油。为提升工作流体与CSP的传热效率，在1500至3500ppm浓度范围内通过添加纳米颗粒进行优化。结果表明：增大体积百分比可提高流体导热系数，使集热器出口温度升高，从而增强CSP效率并改善生物柴油酯交换反应器的性能。但最佳工作流体为水基CuO纳米流体（效率达66.42%，温升速率1311.1°C/分钟）。针对不同出口温度，采用菜籽油开展了多项制燃料实验，结果显示60°C时获得最优效率（74.54%）与最低成品成本（69美分）。随后在该温度下以小球藻油制取生物柴油，效率达81.4%，总生产成本为143美分。
关键词： 纳米流体、温度控制、酯交换反应、抛物面槽式太阳能集热器、生物柴油
更新于2025-09-10 09:29:36
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利用近红外光谱预测废弃食用油生物柴油在酯交换反应前的十六烷值
摘要： 将50份废弃食用油（WCO）与甲醇按1:8的摩尔比（WCO:甲醇）在60°C下以NaOH为催化剂（1%重量比）进行60分钟酯交换反应。通过气相色谱法分析所得生物柴油的脂肪酸甲酯（FAME）组成，并获取这些生物柴油及初始WCO的近红外（NIR）光谱。随后根据FAME组成和生物柴油NIR光谱计算生物柴油十六烷值，后者以前者作为参考数据。由于酯交换反应不改变初始WCO的脂肪酸分布，且生物柴油与WCO的NIR光谱具有相似性，成功利用WCO的NIR光谱预测了生物柴油十六烷值，获得性能偏差比（RPD）为3.83。因此，在进行酯交换反应前，可通过近红外光谱技术预测生物柴油十六烷值（进而预测任何与FAME组成相关的生物柴油特性），从而提前筛选最适合生产生物柴油的原料。
关键词： 废弃食用油，近红外光谱，生物柴油，十六烷值
更新于2025-09-09 09:28:46
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[ACS研讨会系列] 本科生课程中的拉曼光谱 第1305卷 || 拉曼光谱在佩斯大学本科教学与研究中的整合
摘要： 本章讨论了拉曼光谱技术在佩斯大学本科教学与研究中的整合应用。内容涵盖拉曼仪器原理的引入方式：首先通过高斯计算理论阐释及现成光谱图解析进行理论教学，随后于2012年购置B&W Tek Miniram设备后开展实操训练。该设备的投入使用使学生得以拓展溶胶-凝胶、离子液体、药物及生物柴油等领域的研究。文中还介绍了适用于实验课程的简易实验开发方案，以及实验结果与理论计算的对比分析方法，并阐述了该教学仪器在实践应用中面临的挑战与取得的成效。
关键词： 本科教学、离子液体、研究、拉曼光谱、制药、溶胶-凝胶法、B&W Tek Miniram（便携式拉曼光谱仪）、生物柴油、佩斯大学
更新于2025-09-04 15:30:14
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利用傅里叶变换红外光谱和主成分分析分离鉴定生物柴油荧光功能团
摘要： 为分离并鉴定生物柴油中产生荧光化合物的分子官能团，采用柱层析结合红外光谱与多元分析方法进行研究。将生物柴油样品装填于色谱柱中，对所得组分进行分析。在进行分离前，先通过发光二极管（LED）诱导荧光法检测生物柴油样品，并将其光谱与β-胡萝卜素和大豆油的标准谱图进行比对。该技术具有低成本和快速分析的优势，适用于生物柴油物质的分离。荧光发射光谱可识别如β-胡萝卜素（其标准谱图显示500-700 nm范围内存在荧光）及叶绿素分子等物质。当大豆油在约405 nm波长激发时，会在670 nm区域呈现荧光发射带，表明存在叶绿素。结合主成分分析的红外光谱技术能有效区分各组分，并鉴定样品中化合物的官能团。
关键词： 荧光、荧光团、红外光谱、主成分分析、生物柴油
更新于2025-09-04 15:30:14