废弃生物油脂热化学多级演化形成航空燃油的基本规律研究

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基本信息

项目摘要

Preparation of bio jet fuel from waste triglycerides is of great significance to promote the development of clean energy industry and the diversification of oil supply. The key issue for the modification of molecular structure of triglycerides to produce bio jet fuel will be solved by using a stepwise catalytic methodology. Building upon our previous discoveries, such as the formation of the hydrocarbon fuels by basic catalytic reaction, the relationship between the structure of catalyst and the pyrolytic products and excellent cold flow properties of the liquid product, this project will study the fundamental mechanisms and methods for the carbon chain formation, accompanying with reaction parameters, heat balance and separation efficiency. A new type of mesoporous catalysts with higher reactivity and better thermal stability will be developed to establish the catalytic system for production of aromatic products and cyclo-hydrocarbons. In addition, by studying the effect of bio jet-fuel composition on the performance of jet engine, the relationship of the fuel properties with the fuel supplement system and combustion properties will be illustrated. This project will develop an effective solution and provide a solid scientific basis for predicable conversion of triglycerides into high grade bio jet-fuels through thermochemical processes.
废弃生物油脂热化学转化制备清洁航空燃油，对于实现油料供给的多样化，推动清洁能源的发展有重要意义。通过热化学催化的方法控制油脂结构进行多级演化，是油脂资源向航空烃类燃油转化的重要发展趋势。本项目在已完成基金项目的成果基础上，依据油脂脱氧重整形成直链烃类化合物、介孔材料微结构与裂解产物构效关系、以及裂解燃油优异低温流动性能等重要发现，在初步建立的裂解-精馏耦合新方法基础上，进一步研究耦合过程中的反应参数、动态热平衡关系、分离效率等协同作用对油脂裂解产物分子尺寸的控制机制；深入探讨具有结构导向作用的介孔-微孔复合材料催化油脂向直链烃、芳烃、环烷烃等航空燃油关键组分定向转变过程中的中间态模式、自由能变化规律，以及结构演化的过程机理；阐明生物航空燃料组成、结构与燃料性能之间的关联性，揭示生物航空燃料在航空燃气涡轮发动机中的燃烧特性与规律，为全组分替代石化航空燃油提供一条现实可行的研究路径。

结项摘要

废弃生物油脂热化学转化制备清洁航空燃油，对于实现油料供给的多样化，推动清洁能源的发展有重要意义。本项目分析金属盐催化裂解生物油脂反应行为，研究油脂热化学降解转化过程的分子质量调控机制，掌握生物油脂裂解-芳构化-加氢转化制备生物航油的技术，研究多级演化制得的生物燃油的组成结构与基础物化特性，揭示燃油组成结构与燃料理化特性之间的关联性。主要结果如下：.（1）阐明热化学催化、重整、加氢反应的耦合协同对油脂分子结构的定向调控机制。通过裂解催化剂和精馏温度，实现对裂解液体燃料的碳链长度的分布调控。以5 wt%的Na2CO3为催化剂用时，液体总收率为75%，其中C9-C16轻质航空油产率可以达到49%。提出复合孔径下的芳香烃形成机理，实现了轻质油中芳香烃含量在20%~78%的可调控。.（2）阐明裂解油分子结构调控的转化机制，测定了裂解油芳构化与加氢制备生物喷气燃料的理化性质，生物航空燃料的冰点为-48℃，密度、粘度热值分别为808 kg·m-3、2.11 mm2·s-1和44.4 MJ·kg-1，符合喷气燃料的要求。揭示了生物喷气燃料在涡轮发动机中的燃烧特性与规律，生物航煤旋流燃烧器贫油熄火极限（油气比0.0266）低于RP-3航空煤油（0.0336），具有稀薄燃烧潜力。.（3）在国内外重要学术期刊发表学术论文8篇，申请发明专利7件。 .（4）培养博士研究生1名和硕士研究生3名。.（5）获得梁希林业科学技术奖、云南省科学技术进步奖、可再生能源科学技术进步奖等省部级和行业科技奖励3项。.

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（7）
活塞式航空发动机燃用生物航煤与RP-3燃料的适用性对比
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    生物质化学工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨飞;陈伟;张晨;罗刚;徐俊明;李芳琳
  • 通讯作者：
    李芳琳
Catalytic cracking of triglycerides with a base catalyst and modification of pyrolytic oils for production of aviation fuels
使用碱性催化剂催化裂化甘油三酯以及对热解油进行改性以生产航空燃料
  • DOI：
    10.1039/c7se00505a
  • 发表时间：
    2018-06-01
  • 期刊：
    SUSTAINABLE ENERGY & FUELS
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Li, Fanglin;Jiang, Jianchun;Xu, Junming
  • 通讯作者：
    Xu, Junming
Hydrotreatment of lipid model for diesel-like alkane using nitrogen-doped mesoporous carbon-supported molybdenum carbide
氮掺杂介孔碳载碳化钼对类柴油烷烃脂质模型的加氢处理
  • DOI：
    10.1016/j.apcatb.2018.09.077
  • 发表时间：
    2019-03
  • 期刊：
    Applied Catalysis B: Environmental
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Fei Wang;Jianchun Jiang;Kui Wang;Qiaolong Zhai;Feng Long;Peng Liu;Junfeng Feng;Haihong Xia;Jun Ye;Jing Li;Junming Xu
  • 通讯作者：
    Junming Xu
Mechanism investigation on the formation of olefins and paraffin from the thermochemical catalytic conversion of triglycerides catalyzed by alkali metal catalysts
碱金属催化剂催化甘油三酯热化学催化转化生成烯烃和烷烃的机理研究
  • DOI：
    10.1016/j.fuproc.2019.106312
  • 发表时间：
    2020-04
  • 期刊：
    Fuel Processing Technology
  • 影响因子：
    7.5
  • 作者：
    Feng Long;Xiaolei Zhang;Xincheng Cao;Qiaolong Zhai;Yaoguang Song;Fei Wang;Jianchun Jiang;Junming Xu
  • 通讯作者：
    Junming Xu
车用典型生物燃料的组分及理化特性对比研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    新能源进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张永辉;闵永军;徐俊明
  • 通讯作者：
    徐俊明

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其他文献

容错超立方体网络的圈嵌入(英文)
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国科学技术大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杜正中;徐俊明;经紟;马美杰
  • 通讯作者：
    马美杰
生物质液化及提质改性研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    生物质化学工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王金表;蒋剑春;徐俊明;司展;贺小亮
  • 通讯作者：
    贺小亮
Fault-tolerant analysis of a c
c 的容错分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    徐俊明;朱强;徐敏
  • 通讯作者：
    徐敏
Preparation of novolacs using phenolic rich components as partial substitute of phenol from biomass pyrolysis oils
利用生物质热解油中富含酚类成分部分替代苯酚制备酚醛清漆
  • DOI：
    10.4314/bcse.v24i2.54754
  • 发表时间：
    2010-05
  • 期刊：
    Bull. Chem. Soc. Ethiop.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    徐俊明;蒋剑春;吕薇
  • 通讯作者：
    吕薇
(n,2n)-dominating numbers of undirected toroidal mesh C(3,3,...,3)
(n,2n)-无向环形网格 C(3,3,...,3) 的主导数
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    数学研究与评论
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    徐俊明;谢歆
  • 通讯作者：
    谢歆

其他文献

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徐俊明的其他基金

液化解离木质素流动态电催化加氢基本规律研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    59 万元
  • 项目类别：
    面上项目
木本油脂定向催化裂解制备富烃燃油过程机理研究
  • 批准号：
    31100521
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    23.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 资助金额：
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相似海外基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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