镍掺杂改性硅钨酸的制备及性能研究

采用离子交换法制备了镍掺杂硅钨酸催化剂,并将其应用于油酸与甲醇的酯化反应中制备生物柴油,考察了各因素对酯化反应的影响。实验表明,在油酸与甲醇摩尔比为1∶10,催化剂用量为3wt%,反应温度为70℃,反应时间为3 h时,油酸转化率达到86.3%。此外,硅钨酸镍经过5次使用后仍可保持较高的催化活性。     

二氧化硅固载硅钨酸铁的制备及性能研究

采用一锅法制备了二氧化硅固载铁掺杂硅钨酸催化剂,通过以油酸和甲醇为反应物的酯化反应,对制备得到的催化剂进行活性研究。系统考察了各因素(油酸与甲醇物质的量比、催化剂用量、反应时间及温度)对酯化反应的影响。当油酸与甲醇物质的量比为1∶8,催化剂用量为3%(质量分数),反应时间为3 h,反应温度为70℃时,油酸转化率为76.8%。此外,固载固体酸重复使用4次后仍具有较好的催化活性。     

炭质磺酸化固体酸催化剂的制备及催化合成生物柴油研究

以秸秆为原料,采用炭化和磺化方法制备炭质磺酸化固体酸催化剂,并通过XRD、SEM和FTIR对制备的催化剂结构进行表征。通过催化油酸和甲醇酯化反应制备生物柴油,考察相关因素对油酸转化率的影响。结果表明,在反应温度为68℃,催化剂质量为油酸质量的7%,反应时间为5 h,醇酸的物质的量比为12∶1,生物柴油转化率可达94.83%。     

炭质磺酸化固体酸催化剂的制备及催化合成生物柴油研究

以秸秆为原料,采用炭化和磺化方法制备炭质磺酸化固体酸催化剂,并通过XRD、SEM和FTIR对制备的催化剂结构进行表征。通过催化油酸和甲醇酯化反应制备生物柴油,考察相关因素对油酸转化率的影响。结果表明,在反应温度为68℃,催化剂质量为油酸质量的7%,反应时间为5 h,醇酸的物质的量比为12∶1,生物柴油转化率可达94.83%。     

SO2-4/Fe2O3固体酸的制备及其催化合成生物柴油的研究

探讨了SO2-4/Fe2O3固体酸催化剂的最佳制备条件,将其用于催化合成生物柴油,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及醇酸摩尔比对酯化反应的影响.结果表明,当浸渍硫酸浓度为0.5 mol·L-1、焙烧温度为600℃、焙烧时间为3 h时催化剂活性最强;利用自制的固体酸催化剂催化合成生物柴油,在催化剂用量为3%(以油酸质量计)、反应温度为70℃、反应时间为2 h、甲醇与油酸摩尔比为2:1的最佳反应条件下,酯化率为63.2%.     

餐饮废油一步制备炭基固体酸及用于催化油酸合成生物柴油的研究

以餐饮废油为碳源,浓硫酸为磺化剂,在管式电阻炉中一步炭化和磺化制备得到一种新的炭基固体酸催化剂,并对制备的固体酸催化剂进行理化性能表征。将制备的固体酸催化剂用于催化油酸与甲醇酯化反应合成生物柴油。考查了废油炭化温度对固体催化剂活性的影响。结果表明,在餐饮废油/浓硫酸质量比为0.25、温度为220℃、N_2流量为80 cm~3/min、时间30 min时,制备的固体酸催化剂活性最高。此外,考查了酯化反应条件对油酸转化率的影响,结果表明,当反应时间为10 h、反应温度为80℃、甲醇油酸摩尔比为10∶1、催化剂质量为油酸质量的10.0%时,油酸最大转化率为95.8%。当催化剂循环利用第3次时,油酸转化率仍达到69.1%。     

硅钨酸在麻疯树油合成生物柴油中的应用研究

以麻疯树油与甲醇为原料,以硅钨酸为催化剂,通过酯交换反应制备生物柴油。考察了不同反应温度、反应时间、醇油摩尔比、催化剂质量分数等因素对生物柴油转化率的影响,并采用FT-IR和1H-NMR分别对催化剂进行了表征。研究结果表明：脱水后的硅钨酸具有较强的催化活性,其在反应温度为65℃、反应时间为3 h、醇油摩尔比为12∶1、催化剂质量分数为3.0%时,麻疯树油转化成生物柴油的转化率可达81.7%。     

SO42-/Fe2O3固体酸的制备及其催化合成生物柴油的研究

探讨了SO42-/Fe2O3固体酸催化剂的最佳制备条件,将其用于催化合成生物柴油,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及醇酸摩尔比对酯化反应的影响。结果表明,当浸渍硫酸浓度为0.5mol·L-1、焙烧温度为600℃、焙烧时间为3h时催化剂活性最强;利用自制的固体酸催化剂催化合成生物柴油,在催化剂用量为3%（以油酸质量计）、反应温度为70℃、反应时间为2h、甲醇与油酸摩尔比为2∶1的最佳反应条件下,酯化率为63.2%。     

Al_2(SO_4)_3/SiO_2催化高酸值生物柴油原料降酸值研究

通过溶胶-凝胶法和浸渍法制备了二氧化硅负载的硫酸铝催化剂,并测试其在油酸与甲醇酯化反应中的活性,进行高酸值生物柴油原料酯化降酸的研究,考察了催化剂的焙烧温度、硫酸铝的负载量、醇酸比、催化剂用量、反应温度、反应时间及重复利用性等因素对油酸转化率的影响。结果表明,二氧化硅负载的硫酸铝催化剂在油酸和甲醇的酯化反应中具有良好的催化性能。在n(甲醇)∶n(油酸)=8,m(20-Al2(SO4)3/SiO2(500))∶m(油酸)=0.075,反应温度65℃和反应时间为180 min的条件下,油酸的转化率达到92.9%。油酸和甲醇在Al2(SO4)3/SiO2固体酸催化剂的酯化反应符合准一级反应动力学方程,表观活化能为41.56 kJ/mol,指前因子为3.52×104min-1。     

玉米粉炭基固体酸催化制备生物柴油研究

以炭化-磺化方法制备的玉米粉炭基固体酸为催化剂,催化油酸与甲醇反应制备生物柴油,并考察了反应温度、催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间对油酸转化率的影响。结果表明,最优的反应条件为反应温度bt,催化剂用量7%(与油酸质量比),醇酸摩尔比10∶1,反应时间10 h,并以此条件进行反应,油酸转化率达到91.07%。通过GC-MS对产品进行分析,该工艺所得产品中甲酯含量为92.20%。     

玉米粉炭基固体酸催化制备生物柴油研究

以炭化-磺化方法制备的玉米粉炭基固体酸为催化剂,催化油酸与甲醇反应制备生物柴油,并考察了反应温度、催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间对油酸转化率的影响。结果表明,最优的反应条件为反应温度bt,催化剂用量7%(与油酸质量比),醇酸摩尔比10∶1,反应时间10 h,并以此条件进行反应,油酸转化率达到91.07%。通过GC-MS对产品进行分析,该工艺所得产品中甲酯含量为92.20%。     

油酸异丁酯的合成及其对生物柴油降凝效果研究

油酸与异丁醇在离子液体催化剂的作用下发生酯化反应制备油酸异丁酯。研究了催化剂用量、醇酸配比、反应时间、反应温度等对酯化反应转化率的影响,并通过测定凝固点、冷滤点、粘度来考察脂肪酸异丁酯对生物柴油的降凝效果。结果表明,当催化剂用量为2%,醇酸体积比2∶1(摩尔比6.8∶1),反应温度100℃,反应时间3 h,转化率达到95.6%。降凝实验结果表明,把一定量的脂肪酸异丁酯添加到生物柴油中可有效地降低生物柴油的凝固点、冷滤点,改善其低温流动性能。     

双金属MOF负载硅钨酸的合成及催化性能的研究

采用水热法合成了Fe、Zr双金属有机框架(FeZr-BDC)负载硅钨酸复合催化剂(HSiW/FeZr-BDC),对其进行了XRD、FTIR表征,并应用于催化油酸与甲醇的酯化反应。实验表明,在催化剂用量质量分数为7%,油酸与甲醇摩尔比为1∶22,150℃下反应4h后,酯化反应的转化率能达77.3%,且该催化剂具有一定的重复使用性能。     

酸催化酯化法制备生物柴油动力学研究

以油酸和甲醇为原料,采用浓硫酸、固体酸SO42-/TiO2-SiO2或油酸的自催化作用进行催化,研究了油酸和甲醇酯化合成生物柴油过程的催化反应动力学.通过测定不同反应温度、不同催化剂浓度和不同甲醇/油酸摩尔比条件下油酸的转化率,回归得到了酯化反应动力学参数.研究结果表明,酯化反应及其逆反应均为二级反应.不同催化反应下的正逆反应活化能分别为33.8和13.9 kJ·mol-1(浓硫酸催化)、37.1和18.5 kJ·mol-1(SO42-/TiO2-SiO2催化)或49.1和31.1 kJ·mol-1(油酸自催化作用).以上述过程中得到的反应动力学方程分别计算了油酸的转化值,与实验值吻合很好.由上述结果可知,浓硫酸具有最高催化活性,要在相同反应时间内得到相同油酸转化率时需要的反应温度最低.油酸自催化反应速率慢,在相同的反应时间内,高温反应时才可使油酸的转化率与浓硫酸低温催化作用下的油酸转化率相同.SO42-/TiO2-SiO2催化活性介于浓硫酸与油酸自催化之间,由于具有稳定好、分离简单和无腐蚀等优点,也适合作为酯化反应的催化剂.     

磺化聚醚砜/聚醚砜共混膜催化酯化反应性能研究

制备了磺化聚醚砜SPES膜和3种磺化度的SPES/PES共混膜用于催化酯化酸化油制备生物柴油。考察了磺化度、催化膜用量、酸化油和甲醇质量比、反应时间对酯化反应的影响。结果表明,单独使用SPES催化膜较脆,而SPES/PES共混膜机械强度较好,其中磺化度20.3%SPES/PES膜的重复使用性能最好。SPES/PES共混膜催化酯化酸化油制备生物柴油的最佳反应条件为:磺化度20.3%的SPES/PES共混膜为催化剂,催化膜用量1.66%,醇油质量比为1∶1,反应温度65℃,反应时间6 h,此时酸化油转化率为97.44%。     

磺化聚醚砜/聚醚砜共混膜催化酯化反应性能研究

制备了磺化聚醚砜SPES膜和3种磺化度的SPES/PES共混膜用于催化酯化酸化油制备生物柴油。考察了磺化度、催化膜用量、酸化油和甲醇质量比、反应时间对酯化反应的影响。结果表明,单独使用SPES催化膜较脆,而SPES/PES共混膜机械强度较好,其中磺化度20.3%SPES/PES膜的重复使用性能最好。SPES/PES共混膜催化酯化酸化油制备生物柴油的最佳反应条件为:磺化度20.3%的SPES/PES共混膜为催化剂,催化膜用量1.66%,醇油质量比为1∶1,反应温度65℃,反应时间6 h,此时酸化油转化率为97.44%。     

负载型固体碱催化剂制备生物柴油

采用原位沉淀法合成磁性纳米固体碱催化剂CaCO_3/Fe_3O_4和ZnO/Fe_3O_4,考察了催化剂制备过中Fe_3O_4的掺杂量对催化剂性能的影响,确定CaCO_3/Fe_3O_4最佳掺杂量为7∶1。将制备的纳米磁性固体碱催化剂用于催化菜籽油与甲醇酯交换反应制备生物柴油,实验结果表明,CaCO_3/Fe_3O_4可有效提高生物柴油产率,具有较高的催化活性。实验研究了制备生物柴油的反应时间和反应温度对酯化率的影响,确定最佳反应时间为3 h,最佳反应温度为65℃。     

SO2-4/Fe2O3固体酸的制备及其催化合成生物柴油的研究

探讨了SO2-4/Fe2O3固体酸催化剂的最佳制备条件,将其用于催化合成生物柴油,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间及醇酸摩尔比对酯化反应的影响.结果表明,当浸渍硫酸浓度为0.5 mol·L-1、焙烧温度为600℃、焙烧时间为3 h时催化剂活性最强;利用自制的固体酸催化剂催化合成生物柴油,在催化剂用量为3%(以油酸质...     

新型硅钨酸有机盐的合成及催化油酸酯化

利用喹啉-2-甲酸修饰硅钨酸,制备了一种新型的硅钨酸有机盐催化剂(QA-HSi W)。采用X-射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)以及电位滴定等方法对催化剂进行分析,并以油酸和甲醇的酯化反应为探针反应,评价催化剂在酯化反应中的催化性能。结果表明,QA-HSi W不仅保留了硅钨酸的Keggin结构,且具有较高的酸度和良好的热稳定性。QA-HSi W表现出优良的酯化催化反应活性,在较优条件下油酸酯化转化率可达99.8%,而且催化剂具有良好的稳定性,经过简单过滤可重复使用,5次以后催化剂仍具有较好的催化活性,且反应过程中催化剂的物相及Keggin结构保持不变。     

基于间苯三酚的磺化碳基固体酸催化剂的制备及其催化油酸甲酯的合成

采用间苯三酚与对苯二甲醛缩聚得到的树脂为碳前驱体,分别以1,4-二氧六环与去离子水为溶剂,以溶剂热和水热法、氯磺酸为磺化试剂制备两种磺化碳基固体酸催化剂。SEM、XPS和TGA等分析表明,以1,4-二氧六环为溶剂合成的TP-A-S催化剂为形貌规整、高酸密度、良好稳定性的球形,并表现出良好的催化性能。将其用于油酸与甲醇的酯化反应,最适宜的条件为:醇油物质的量比10∶1,催化剂用量占原料总质量的2.0%,反应温度70℃,反应时间4h,油酸最高转化率达98.3%。且催化剂循环使用5次后,油酸转化率仍达84.4%。将制备的TP-A-S催化剂用于长链游离脂肪酸与甲醇的酯化反应,转化率高于90%,表现出良好的催化效果。