固體堿催化劑的制備及用于生物柴油合成的研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)化石燃料的日益短缺以及對環(huán)境問題的日益關注，替代燃料已引起各國的關注與重視。生物柴油，是以天然植物油或動物油脂與甲醇、乙醇或者其它短鏈醇通過酯交換反應制備的一種綠色、安全、可再生的環(huán)境友好型替代燃料。采用固體堿催化劑催化酯交換反應避免了傳統(tǒng)均相酸堿催化法催化劑分離困難，以及廢水污染環(huán)境的問題，同時也解決了固體酸反應時間過長的問題。故研究固體堿催化劑以及酯交換反應過程的優(yōu)化對于生物柴油技術的發(fā)展和生物柴油的推廣應用具有重要的意義。

2、本論文包含三個部分:
　　第一部分:本文首次以凹凸棒土為載體，分別以C4H4O6KNa、K2CO3和KOH為負載物，采用浸漬法制備了三種負載型固體堿催化劑ATP-1.7-400、KCA-4.2-400和KOA-3.4-400，并將其應用于生物柴油的合成反應。通過FT-IR、TG-DSC、TEM、SEM、EDX和XRD等表征方法對催化劑結構進行了表征。同時考察了催化劑制備條件和酯交換反應因素對催化活性的影響以確定最佳制備工藝條件。(

3、1)催化劑ATP-1.7-400的最佳制備條件為:煅燒溫度為400℃和K/ATP的摩爾比為1.7∶1;酯交換反應的最佳反應條件為:醇油比為22∶1、反應溫度為65℃和催化劑用量為10％，生物柴油產(chǎn)率最高(89.28％)。(2)催化劑KCA-4.2-400的最佳制備條件為:煅燒溫度為400℃和K/ATP的摩爾比為4.2:1:酯交換反應的最佳反應條件為:醇油比為22∶1、反應溫度為60℃、催化劑用量為8％和反應時間3h，生物柴油產(chǎn)率最高，(

4、93.4％)。(3)催化劑KOA-3.4-400的最佳制備條件:煅燒溫度為400℃和K/ATP的摩爾比為3.4:1;酯交換反應的最佳反應條件為:醇油比為22∶1、反應溫度為60℃、催化劑用量為8％和反應時間3h，生物柴油產(chǎn)率最高(92.5％)。
　　第二部分:采用一步溶膠-凝膠法，本文首次以TEOS+ATSB為載體，C4H4O6KNa為負載物，制備了催化劑KN-0.8-700，并將其應用于催化酯交換反應。通過FT-IR、TG-DS

5、C、TEM、SEM、EDX和XRD等手段，對催化劑結構進行了表征。考察了不同制備條件對催化劑活性的影響，得到催化劑最佳制備條件為:煅燒溫度為700℃和K/Si的摩爾比為0.8∶1。同時還研究了酯交換反應各因素對催化活性的影響，得出此固體堿催化酯交換反應的最佳條件為:醇油摩爾比為13∶1、反應溫度為65℃、催化劑用量為8％和反應時間45min，在微波反應器中生物柴油產(chǎn)率最高，可達95.3％。
　　第三部分:本文首次利用一步溶膠-凝膠

6、法，以TBT+ATSB為載體，Na2CO3為負載物，制備了催化劑T1.0-700，并將其應用于催化酯交換反應。通過FT-IR、TG-DSC、TEM、SEM、EDX和XRD等手段，對催化劑結構進行了表征?？疾炝瞬煌苽錀l件對催化劑活性的影響，得到催化劑最佳制備條件為:煅燒溫度為700℃和Na/Ti的摩爾比為1.0∶1。同時還研究了酯交換反應各因素對催化活性的影響，得出此固體堿催化酯交換反應的最佳條件為:醇油比為11∶1、反應溫度為60℃、