氨基磺酸催化合成脂肪酸丁酯的研究

以氨基磺酸为催化剂,油酸及菜籽油与正丁醇分别进行酯化反应与酯交换反应制备脂肪酸丁酯。并利用气相色谱及红外光谱对产物进行分析及结构表征。考察了醇(正丁醇)油(油酸及菜籽油)摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间对油酸及菜籽油转化率的影响。结果表明,油酸酯化反应的最佳工艺条件为:醇油摩尔比3∶1,催化剂用量为油酸质量的0.8%,反应温度110℃,反应时间1.5 h,此时油酸转化率达到88.6%,产品收率为83.5%;菜籽油酯交换反应的最佳工艺条件为:醇油摩尔比10∶1,催化剂用量为菜籽油质量的1.0%,反应温度115℃,反应时间2.0 h,此时菜籽油转化率达到85.6%,产品收率为80.1%。     

Ca/Al复合固体碱催化剂用于生物柴油的制备

生物柴油可以由菜籽油与甲醇在碱催化剂的作用下通过酯交换反应制得.为解决生物柴油酯交换过程中的产物与催化剂分离问题,制备了Ca/Al复合固体碱催化剂,研究了反应条件对反应的影响.结果表明,该体系催化剂是制备生物柴油的良好非均相催化剂.生物柴油的最佳制备条件为:催化剂质量分数为原料油的10%,醇油摩尔比12:1,反应时间9h.催化剂经简单处理后,可重复使用4次且催化活性没有明显降低.所得生物柴油品质良好,基本达到相关标准.     

焙烧态水铝钙石催化剂的制备及催化合成生物柴油

分别采用共沉淀法、清洁法制备焙烧态水铝钙石,通过低温N2吸脱附法、CO2-TPD、XRD、DTA和FT-IR表征结构,并将其作为大豆油与甲醇酯交换合成生物柴油的催化剂,探讨制备方法对焙烧态水铝钙石催化合成生物柴油的影响。此外,考察了Ca/Al摩尔比、焙烧温度、甲醇与大豆油摩尔比(醇油比)、催化剂用量和反应时间对酯交换合成生物柴油的影响。结果表明,清洁法制备的焙烧态水铝钙石具有更高的比表面积,强碱中心的表面碱量更大,催化活性更高。当Ca/Al摩尔比为2∶1,焙烧温度为600℃时,制备的Ca2Al O-2-600催化剂的催化活性最高,在醇油比8∶1、催化剂用量3%、反应温度65℃、反应时间4 h的条件下,大豆油转化率达到98. 0%。催化剂经重复使用3次后仍保持较高催化活性。     

Ca-Zn-Al-O固体碱的制备、表征及其油脂醇解催化活性

以硝酸钙、硝酸锌、硝酸铝为原料,以尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了催化剂前驱体Ca-Zn-Al类水滑石,再高温焙烧制得Ca-Zn-Al-O固体碱催化剂。以一定条件下蓖麻油和甲醇的酯交换反应为探针反应,蓖麻油转化率为催化剂活性评价指标,采用单因素实验考察了催化剂制备条件对催化剂活性的影响。得到制备催化剂的最佳工艺条件为:n(Ca)∶n(Zn)∶n(Al)=2∶1∶1,反应温度120℃,焙烧温度850℃,焙烧时间7 h。将该催化剂用于蓖麻油和甲醇的酯交换反应,在醇油摩尔比9∶1、催化剂与油质量比0.04∶1、反应温度65℃、搅拌速率550 r/min、反应时间3 h的条件下,蓖麻油转化率可达94.5%。采用TG、BET及XRD对催化剂及其前驱体进行了表征。结果表明:Ca-Zn-Al类水滑石在25~800℃温区,随温度升高其质量一直下降,在800~900℃温区,其质量几乎为定值;催化剂BJH脱附累积比表面积为27.36 m~2/g,BJH脱附累积孔容为0.050 45 cm~3/g;Ca-Zn-Al-O固体碱主要由CaO、ZnO两种晶体组成。     

麻疯树籽油超声波辅助酯交换反应的研究

以野生植物麻疯树籽油为原料,经脱胶、脱酸及脱水处理后进行超声波辅助酯交换反应,在超声波频率25 kHz,反应温度65℃,催化剂用量为油重的1.0%,醇油摩尔比7∶1,反应时间60m in条件下,麻疯树籽油酯交换转化率达到93.79%。在相同反应时间内和相同醇油摩尔比条件下,超声波辅助酯交换反应比无超声波反应的酯交换转化率高,同时也降低了催化剂的用量。     

硅酸钠固体催化剂的制备及催化酯交换反应

以NaSiO3*9H2O为原料,通过高温煅烧、研磨、过筛等工艺制得硅酸钠固体催化剂,将其用于棉籽毛油的酯交换反应制备生物柴油.考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间等对转化率的影响.研究表明,催化剂最佳制备条件为:煅烧温度200 ℃,煅烧时间1 h,粒度60目.在常压、醇油摩尔比8∶ 1,催化剂用量7%,反应温度65 ℃,反应时间1 h的条件下,酯交换反应转化率达到99.45%;催化剂重复使用10次后,转化率仍在90%以上.     

酶法催化酯交换反应制备脂肪酸甲酯工艺研究

利用凯泰中性脂肪酶催化菜籽油与甲醇酯交换制备脂肪酸甲酯,相比而言,采用经乳化后菜籽油作反应原料具有更高转化率;为提高转化率,采用响应面实验设计和分析方法对菜籽油酯交换反应条件进行优化,得到最佳工艺条件:反应温度47℃,反应时间34小时,醇油摩尔比为4.5∶1,脂肪酶用量420UI;在此工艺条件下,酯交换反应转化率达95.81%。采用GC–MS技术分析所得样品,结果表明,菜籽油脂肪酸甲酯主要组份为油酸甲酯。     

钙基固体碱催化剂用于花生油酯交换制备生物柴油

将钙基固体碱催化剂CaO和CaO/MgO用于催化花生油与甲醇酯交换制备生物柴油,考察了催化剂的制备条件,优化了CaO和CaO/MgO催化花生油酯交换反应工艺.研究表明,利用廉价碳酸钙作为原料,在800～900℃下N2气氛中煅烧制备的CaO具有比较好的催化活性;而CaO/MgO催化剂比较适宜的制备条件是用22.6%的Ca(Ac)2溶液浸渍MgO载体1次,在600℃下煅烧.CaO/MgO在空气中存放易失去活性,需在800～900℃下N2气氛活化.CaO和CaO/MgO催化剂均可使花生油与甲醇的酯交换反应在醇油摩尔比12:1、催化剂用量2%、反应温度65℃、反应时间2 h的条件下获得80%以上的酯交换转化率.与CaO相比,CaO/Mgo催化剂具有较高的抗水性和抗酸性,以及较好的重复使用性.     

BaO催化甲醇蒸气酯交换制备生物柴油的研究

以BaO为催化剂,菜籽油为原料,对甲醇蒸气酯交换反应制备生物柴油进行研究,考察甲醇蒸气流量、催化剂用量、反应温度、反应时间及催化剂重复利用等因素对转化率的影响。通过单因素与正交试验确定最佳工艺条件为:甲醇蒸气流量1.80 L/min,催化剂用量(以菜籽油质量为基准)1.1%,反应时间1.5 h,反应温度65℃。在此条件下转化率可达96.17%,催化剂重复使用6次,转化率仍保持在60%以上。BaO固体碱对甲醇蒸气酯交换反应制备生物柴油有很好的催化活性,易于分离且具有良好的稳定性。     

低温脂肪酶酶促酯交换制备生物柴油

以菜籽油为原料,实验室自制脂肪酶为催化剂,对在低温条件下甲醇与菜籽油进行酯交换反应制备生物柴油的工艺进行了探索研究.通过单因素实验和正交实验,重点考察了醇油摩尔比、酶添加量、反应时间、反应温度和水添加量等因素对酯交换反应的影响.结果表明,反应的最佳优化条件为:醇油摩尔比4∶1,酶添加量105 U/g,反应温度20℃,反应时间12 h,水添加量为油质量的20％.在此条件下,菜籽油的脂肪酸甲酯转化率可达97％左右.     

二氧化硅负载磷钨酸催化废油脂制备生物柴油

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载磷钨酸催化剂(PW12/SiO2).催化剂的XRD分析表明,当催化剂中磷钨酸的质量分数不超过15％时,磷钨酸在二氧化硅中高度分散.用废油脂与甲醇的酯交换反应来评价该催化剂的催化活性.结果表明:该催化剂具有良好的催化活性;在反应温度190℃,体系压力3.0MPa,搅拌转速为400r/min,15％PW12/SiO2用量为废油脂质量的5％,醇油物质的量比为16∶1,反应时间为4h的条件下,生物柴油产率可达90％.     

响应面法优化吡咯烷酮离子液体[HNMP]CH3SO3催化菜籽油酯交换制备生物柴油的工艺研究

合成了酸性离子液体[HNMP]CH3SO3,并用于催化菜籽油酯交换制备生物柴油。采用响应面法对离子液体[HNMP]CH3SO3催化菜籽油酯交换制备生物柴油的工艺参数进行优化,获得的最佳反应条件为:反应温度100℃,醇油摩尔比9∶1,催化剂用量10%,反应时间12 h。在最佳条件下,生物柴油转化率为84. 8%。该离子液体有较好的稳定性,循环使用4次后生物柴油转化率仍可达到79. 6%。     

固体超强酸S_2O_8~(2-)/ZrO_2-CeO_2催化制备聚乙二醇菜籽油脂肪酸酯的研究

以固体超强酸S2O82-/ZrO2-CeO2为催化剂,将菜籽油醇解所得脂肪酸甲酯与聚乙二醇400(PEG-400)酯交换制备非离子表面活性剂聚乙二醇菜籽油脂肪酸酯。考察了反应物质量比、催化剂用量、反应时间、反应温度和催化剂重复使用等因素对反应的影响。结果表明,在m(脂肪酸甲酯)∶m(PEG-400)=2.8∶1,催化剂用量为反应物总质量的1.5%,温度为130℃,反应7 h时,PEG-400的酯交换率为91.56%,催化剂重复使用5次后,PEG-400的酯交换率仍比较高。用傅里叶红外光谱仪、表面张力仪等手段对产品的结构和理化性能进行了考察,产品的浊点指数为19.98 mL、表面张力γ(临界胶束浓度)为27.04 mN/m、乳化力622 s、润湿力59 s,具有很好的表面活性。     

固体碱催化剂（K2O／C）的制备及其催化酯交换反应

以活性炭为载体,负载K2CO3后经过煅烧,制得K2O／C固体碱催化剂,通过正交实验,得到催化剂的优化制备条件为：K2CO3与活性炭摩尔比0．04,粒径40目,煅烧温度450℃,煅烧时间3．5h,浸渍时间3h;将其应用于催化棉籽油酯交换制备生物柴油,考察了催化剂的加入量、醇油比、反应温度、反应时间、原料中水分含量等对酯交换反应的影响,得到最佳工艺参数：醇油摩尔比8：1、催化剂加入量4．0％、反应时间1h。在此条件下,K2O／C的催化活性优于传统均相催化剂,重复使用多次仍具有较好的催化效果。     

磁性固体碱催化剂KF/Fe3O4催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法制备磁性固体碱催化剂KF/Fe3O4,并用于大豆油酯交换制备生物柴油的反应。采用单因素试验,考察催化剂的焙烧温度、KF的负载量、醇油摩尔比和催化剂的用量等因素对催化剂性能的影响,并对催化剂进行了XRD表征。结果表明:当焙烧温度为400℃、KF的负载量为30%、醇油摩尔比为10∶1、催化剂用量占大豆油质量的4%时,生物柴油的产率达91.16%。该催化剂具有较好的重复使用性能,重复使用5次后生物柴油的产率仍达80%以上。     

Zr-SBA-15-SO3H固体酸催化剂的制备、表征及催化酯交换制备生物柴油

以SBA-15为载体,采用共缩合-水热法制备Zr-SBA-15,通过化学接枝法引入磺酸基团进行改性,得到Zr-SBA-15-SO3H固体酸催化剂。采用X射线衍射、傅里叶红外光谱、N2吸附-脱附、热重分析、扫描电镜和透射电镜对催化剂的结构进行表征。以棕榈油和甲醇的酯交换反应为探针,测试Zr-SBA-15-SO3H的催化性能。结果表明:掺杂Zr的SBA-15磺酸官能化后得到的Zr-SBA-15-SO3H固体酸催化剂具有较强的酸性,且保持了SBA-15的原有形貌及介孔结构;在反应温度130℃、反应时间4 h、催化剂用量8%、醇油摩尔比35∶1的反应条件下,生物柴油收率超过93%,且制备的催化剂循环使用4次后仍具有较高的催化性能,生物柴油收率仍保持在75%以上。     

超声辅助KNO_3/MCM-41催化酯交换制备生物柴油

以浸渍法制备KNO3/MCM-41催化剂,并在超声辅助作用下,以此催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油。考察反应条件对酯交换反应影响,实验表明,在超声功率150 W、醇油质量比8:1、催化剂加入量为原料油质量3.5%、反应温度65℃、反应时间50 min条件下,生物柴油产率可达92%,且所得生物柴油性能基本达到国外生物柴油标准。     

磁性催化剂Na2O·SiO2/Fe3O4的制备及其催化酯交换反应

以Na2SiO3为活性物质,以纳米Fe3O4为磁核制备磁性固体碱催化剂Na2O·SiO2/Fe3O4,通过正交实验,得到催化剂的最佳制备条件为：硅与铁的摩尔比2.5,晶化时间2h,煅烧温度350℃,煅烧时间2.5h,并通过震动样品磁强计（VSM）对催化剂的磁性进行表征。结果表明,所制备的催化剂Na2O·SiO2/Fe3O4具有较好的磁性和顺磁性,抗水性能优于传统均相碱催化剂;将其应用于棉籽油酯交换反应制备脂肪酸甲酯的最优工艺参数为：醇油摩尔比7：1,催化剂加入量5%,反应温度65℃,反应时间1h,搅拌速度400r/min,在此条件下,催化棉籽油酯交换反应转化率为99.6%,连续使用11次后活性仍在90%以上。     

固体碱CaO催化橡胶籽油制备生物柴油的研究

研究了固体碱CaO催化橡胶籽油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。结果表明,焙烧温度为800℃,焙烧时间为2 h时,由CaCO3分解制得的CaO具有最高的反应活性。以此CaO为催化剂制备橡胶籽油生物柴油的最佳工艺条件为:催化剂CaO用量为油质量的1.5%,反应温度65℃,醇油摩尔比为15∶1,反应时间6 h。在此反应条件下,橡胶籽油生物柴油转化率为90.70%。