CaO/Zn-Fe-O固体碱的制备、表征及油脂醇解催化活性

采用共沉淀、浸渍及高温焙烧的方法制备了CaO/Zn-Fe-O固体碱催化剂。采用正交试验考察了制备条件对CaO/Zn-Fe-O固体碱油脂醇解催化活性的影响,得到的优化条件为:n(Zn)/n(Fe)=5,Ca(Ac)_2浸渍液质量分数0.15、浸渍时间12h、焙烧温度800℃、焙烧时间3h。以优化条件下制备的CaO/Zn-Fe-O固体碱为催化剂,在n(醇)/n(油)=9、m(催化剂)/m(油)=0.04、搅拌速率400r/min、反应温度70℃、反应时间3h的条件下,蓖麻油转化率为84.21%。采用TG-DTA、FT-IR、BET及XRD技术对催化剂及其前驱体进行了表征。结果表明:Ca(Ac)_2/Zn-Fe水滑石TG曲线出现3个失重台阶,分别位于180~250℃、250~380℃及700~750℃温区;CaO/Zn-Fe-O固体碱催化剂BET比表面积为6.19m~2/g,BJH脱附累积孔容为0.011 6cm~3/g,BJH脱附平均孔半径为3.84nm;CaO/Zn-Fe-O固体碱中的活性组分CaO以无定形或微晶的形式高度分散于Zn-Fe-O复合氧化物载体表面。     

CaO/Mg-Al-O固体碱的制备、表征及其催化活性

采用共沉淀法制备了Ca O/Mg-Al-O固体碱催化剂;通过正交实验考察了催化剂制备条件对Ca O/Mg-Al-O固体碱催化剂催化蓖麻油与甲醇酯交换反应性能的影响。得到催化剂的优化制备条件为:浸渍液质量分数25%、焙烧温度800℃、焙烧时间2 h。以优化条件下制备的Ca O/Mg-Al-O固体碱为催化剂,在n(甲醇)∶n(蓖麻油)=9、m(催化剂)∶m(蓖麻油)=0.03、搅拌转速400 r/min、反应温度70℃、反应时间4 h的条件下,蓖麻油转化率稳定在95%~99%之间。采用TG-DTA,BET,XRD,SEM等技术对Ca O/Mg-Al-O固体碱催化剂进行了表征。Ca O/Mg-Al-O固体碱催化剂的BET比表面积为99.5 m2/g,BJH脱附累积孔体积为0.24 cm3/g,BJH脱附平均孔半径为4.5 nm;Ca O以无定形或微晶的形式分散于镁铝复合氧化物表面上,催化剂表面形貌为蜂窝状。采用Hammett指示剂法表征催化剂,其最大碱强度在11.2~15.6之间,蓖麻油转化率总体上随催化剂总碱量的增加而增大。     

KF/CaO催化剂催化大豆油酯交换反应制备生物柴油

采用等体积浸渍法制备了KF/CaO催化剂,并将其用于催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油。考察了催化剂制备条件和反应条件对酯交换反应的影响。实验结果表明,通过等体积浸渍并在873K煅烧4h,可以制得理想的KF添加量(KF与CaO的质量比)为14.3%的KF/CaO催化剂,采用该催化剂,当醇与油摩尔比为12∶1、催化剂用量(催化剂与油的质量比)为3%、反应温度为60～65℃、反应时间为1h时,生物柴油的收率可以达到90%。与CaO催化的酯交换反应结果相比,KF/CaO催化剂的催化活性明显提高。XRD与TG-DTG分析结果表明,KF/CaO催化剂酯交换活性的增强与KF与CaO经过高温煅烧发生相互作用而形成新的晶相密切相关。     

用于蓖麻油甲醇解催化剂KF-MgO/Al_2O_3的制备和表征

为了提高蓖麻油甲醇解反应速率,分别以MgAc_2水溶液、KF水溶液作为浸渍液,Al_2O_3作为载体,采用二次浸渍、二次焙烧的方法制备了KF-MgO/Al_2O_3催化剂。将其用于蓖麻油甲醇解反应,通过正交实验优化的催化剂制备条件为:一次焙烧温度500℃,一次焙烧时间3h,二次焙烧温度450℃,二次焙烧时间5h。利用哈密特指示剂滴定法、TG-DTG(热重-微分热重)、XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电镜)、低温N_2吸附-脱附技术对催化剂及其前驱体进行了表征。结果显示:催化剂碱强度在7.2～18.4;催化剂由负载于Al_2O_3载体表面的MgO、KF及反应产物构成;其比表面积为20.40m~2/g、孔体积为0.048 9cm~3/g。该催化剂能有效提高蓖麻油甲醇解反应速率,使蓖麻油转化率在3h内达到98.79%。     

Li-Ca-Zn-Al-O催化油脂醇解反应

以锂、钙、锌、铝的硝酸盐为原料,尿素为沉淀剂,采用沉淀焙烧法制备了Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物催化剂,采用单因素试验考察了制备条件对催化剂活性的影响。制备复合氧化物催化剂的优化条件为:元素配比n(Li)∶n(Ca)∶n(Zn)∶n(Al)=1∶4∶2∶2,反应温度120℃,焙烧温度800℃,焙烧时间7.0h。将优化条件下制备的Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物用于催化蓖麻油和甲醇的醇解反应,在n(甲醇)∶n(蓖麻油)=9∶1、m(催化剂)∶m(蓖麻油)=0.04∶1、搅拌速率550r/min、反应温度65℃、反应时间3h的条件下,蓖麻油转化率可达91.9%。采用Hammett指示剂法、TG、BET及XRD对复合氧化物及其前躯体进行了表征。结果显示:Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物的碱强度为7.2~11.2;Li-Ca-Zn-Al类水滑石在温度升至800℃时质量趋于稳定;Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物催化剂比表面积为25.70m~2/g、孔体积为0.047 74cm~3/g,且主要由CaO及ZnO两种晶体构成。     

Li-Ca-Zn-Al-O催化油酯醇解反应

以锂、钙、锌、铝的硝酸盐为原料,尿素为沉淀剂,采用沉淀焙烧法制备了Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物催化剂,采用单因素试验考察了制备条件对催化剂活性的影响。找到的制备复合氧化物催化剂的优化工艺为：元素配比n(Li):n(Ca):n(Zn):n(Al)=1:4:2:2,反应温度120 ℃,焙烧温度800 ℃,焙烧时间7 h。将优化条件下制备的Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物用于催化蓖麻油和甲醇的醇解反应,在n(甲醇):n(蓖麻油)=9:1,m(催化剂):m(蓖麻油)=0.04:1,搅拌速率550 r/min,反应温度65 ℃,反应时间3 h的条件下,蓖麻油转化率可达91.9%。采用Hammett指示剂法、TG、BET及XRD对复合氧化物及其前驱体进行了表征。结果显示：Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物的碱强度为7.2～11.2;Li-Ca-Zn-Al类水滑石在温度升至800℃时质量趋于稳定;Li-Ca-Zn-Al-O复合氧化物催化剂比表面积为25.70 m2/g、孔容为0.0477 4 cm3/g,且主要由CaO及ZnO两种晶体构成。     

KF/ZnO催化蓖麻油甲醇醇解制备生物柴油

以KF为浸渍组分、ZnO为载体,通过浸渍、煅烧制备了KF/ZnO催化剂。通过正交试验探讨了制备条件对催化剂蓖麻油甲醇醇解活性的影响,找到的KF/ZnO催化剂的优化制备条件为:KF水溶液的质量分数20%、干燥温度150 ℃、煅烧温度450 ℃及煅烧时间5 h。将优化条件下制备的催化剂用于蓖麻油甲醇醇解制备生物柴油,蓖麻油转化率可达87.9%。采用现代表征技术对优化条件下制备的KF/ZnO催化剂进行了表征。结果表明,KF/ZnO催化剂由载体ZnO晶体及负载于表面的以单层分散的KF及反应产物构成。催化剂比表面积为8.22 m²/g、孔体积为0.019 1 cm³/g,其表面形貌呈多孔云状,碱强度为7.2～15.0。      

CaO催化酯交换法合成二甘醇双烯丙基碳酸酯

 对用于二甘醇(DEG)、丙烯醇(AAH)和碳酸二甲酯(DMC)酯交换合成二甘醇双烯丙基碳酸酯(ADC)反应的金属氧化物催化剂进行了活性评价,筛选出性能优良的CaO催化剂。考察了制备条件对CaO催化剂性能的影响,并对酯交换合成ADC反应条件进行了优化,同时还考察了CaO催化剂重复使用性能。结合GC-MS分析结果推测了CaO催化剂上酯交换法合成ADC反应机理。结果表明,采用机械研磨-焙烧法、以Ca(OH)2为前驱体和焙烧温度750 ℃制得的CaO对酯交换合成ADC反应的催化活性最高。在n(DEG) : n(DMC) : n(AAH)＝0.08:1:2、催化剂质量分数1.5%、反应温度100 ℃、反应时间6 h的条件下,酯交换合成ADC反应的ADC产率为79%。     

微球型蒽醌加氢钯催化剂的制备和性能

以氯化钯为前驱体,活性氧化铝为载体,采用等体积浸渍法制备蒽醌加氢流化床Pd/Al2 O3催化剂,系统考察了浸渍条件、焙烧条件、还原条件对催化剂表面性质和加氢性能的影响.结果表明,浸渍液pH值和焙烧温度是影响Pd分散度和催化剂活性的主要因素.优化的催化剂制备条件为:浸渍液pH值3.0～4.0,浸渍时间0.5 h,干燥温度...     

抗水性天然气汽车尾气催化氧化催化剂研发

制备了系列Pd/Al₂O₃基天然气汽车尾气净化催化剂并对其进行了改性处理，通过N₂吸附-脱附、X射线衍射、热稳定性测试、催化剂活性评价等手段考察了水热处理、焙烧、稀土金属改性等处理过程对催化剂活性和抗水性能的影响。结果表明：水热处理可以在催化剂表面产生大量羟基基团，进而在后续的焙烧过程中脱离形成大量氧缺陷位，促进金属活性中心的分散，增强活性中心与金属表面的相互作用；焙烧温度对水热处理后催化剂的活性有较大影响，随着焙烧温度的升高，经焙烧制得催化剂的比表面积和孔体积都明显增大；稀土金属助剂的引入不会明显改变催化剂的孔道结构，但是可以在一定程度上增强催化剂的水热稳定性；以丁醇为溶剂，经水热处理、650℃焙烧、质量分数2%镧改性制得了性能最优的1%Pd/HTT-2La-B-Al₂O₃催化剂，其在305℃下催化甲烷氧化反应的转化率达90%。     

负载型固体碱催化棕榈油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法制备了KF/CaO,K2CO3/CaO,KF/γ-Al2O3,K2CO3/γ-Al2O34种负载型固体碱催化剂。考察了催化剂种类对棕榈油与甲醇进行酯交换反应的影响,并研究了催化剂重复使用的可能性。实验结果表明,4种催化剂均具有较高的活性,在催化剂中活性组分负载量为20.0%(相对于载体的质量分数)、n(甲醇):n(棕榈油)=12、m(催化剂):m(棕榈油)=0.09、反应温度65℃、反应时间6h的条件下,生物柴油的收率依次为97.3%,93.4%,77.7%,96.2%。以CaO为载体的催化剂再生后活性较低,而以γ-Al2O3为载体的催化剂再生后活性较高。X射线衍射和热重-差热分析结果显示,催化剂活性的差异与煅烧过程中活性组分和载体相互作用形成的新晶相有关,再生后催化活性的降低是由于活性组分流失所致。     

O/W微乳体系制备固体超强酸SO42-/SnO2-Ta2O5及其表征

采用十二烷基苯磺酸钠（SDBS）-乙醇-环己烷O/W微乳体系制备了固体超强酸SO42-/SnO2-Ta2O5,对催化剂进行了傅里叶变换红外光谱、热重、X射线衍射表征,对催化剂的制备条件进行正交实验优化,并进行了稳定性考察。结果表明,催化剂的最佳制备条件为：SnCl4浓度0.1 mol/L、SnCl4溶液/SDBS/乙醇/环己烷质量比500﹕1﹕0.5﹕15、Ta2O5/SnO2质量比6%、陈化时间24 h、浸渍液硫酸浓度3.0 mol/L、焙烧温度550 ℃、焙烧时间3 h。将此条件下制备的SO42-/SnO2-Ta2O5用于催化乙酸与正丁醇的酯化探针反应,酯化率为99.3%。与常规水体系制备的催化剂相比,SDBS的O/W微乳体系有利于催化剂活性、稳定性的提高。     

ZrO_2/MnO_x/ZnO催化剂上合成甲基异丙基酮和二乙基酮

考察了催化剂的焙烧温度和反应条件对ZrO2／MnOx／ZnO催化剂反应性能和产物分布的影响。催化剂的焙烧温度以673 K为宜。较合适的反应条件为:反应温度643 K、反应压力0.6-1.0 MPa、原料配比n(甲醇)／n(甲基乙基酮)／n(水)=1／1／1、原料液态空速1.0-1.5 h-1。在此反应条件下,甲基乙基酮的转化率可达44.36％,甲基异丙基酮的选择性可达41.71％,二乙基酮的选择性可达35.72％。     

改性氧化钙催化三组分反应制备生物柴油

建立了CaO催化的菜籽油 碳酸二甲酯 甲醇三组分双酯交换法同步制备生物柴油和碳酸甘油酯新体系。对该体系的反应条件进行了优化,结合对反应体系中化合物极性的分析,采用硅烷化试剂对商业CaO进行表面改性,考察了改性CaO催化新体系制备生物柴油的性能。结果表明,在催化剂用量为油质量的15%、油/酯/醇摩尔比1/1/8、反应温度65℃、反应时间8 h的条件下,生物柴油产率可达948%;与CaO催化该反应制备生物柴油产率372%相比,以01%三氯十八烷基硅烷改性的CaO催化该反应的速度显著提高,达到相同产率的反应时间缩短了3 h,且反应体系耐水性显著提高,在2%(质量分数)含水体系中,生物柴油产率仍能保持82%以上,所制备的生物柴油各项主要物理化学性能指标均达到欧洲生物柴油标准。改性CaO的FT IR表征结果表明,改性剂以化学方式结合在CaO表面。     

K_2CO_3/γ-Al_2O_3催化菜籽油酯交换合成生物柴油

采用等体积浸渍法制备了负载型固体碱K2CO3/γ-Al2O3催化剂,并将其用于催化菜籽油与甲醇酯交换反应合成生物柴油。考察了催化剂制备条件和反应条件对生物柴油收率的影响。实验结果表明,采用K2CO3负载量(质量分数)为20%、在600℃下焙烧5h的K2CO3/γ-Al2O3催化剂,当催化剂与菜籽油的质量比为0.03,甲醇与菜籽油的摩尔比为12∶1,在60℃下反应1h后,生物柴油的收率高达93.6%。用X射线衍射、比表面积测定等手段对催化剂的结构进行了表征,表征结果显示,催化剂的活性与其晶相和比表面积密切相关。     

绿色生物质灰催化剂用于合成生物柴油

以雪松灰为原料,采用一次煅烧 水化 二次煅烧的方法制备了雪松灰催化剂(绿色生物质灰催化剂),借助电感耦合等离子体质谱仪、同步热分析仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和Hammett指示剂法等手段对雪松灰催化剂进行了表征,考察了其在酯交换反应合成生物柴油中的催化性能。结果表明,雪松灰催化剂的活性物种为CaO,碱强度为98<H <150;在一次煅烧温度800℃、煅烧时间2 h,二次煅烧温度500℃、煅烧时间2 h,催化剂质量分数7%,催化时间5 h,醇/油的摩尔比14∶1,催化温度65℃的最佳条件下,生物柴油收率达到9152%;雪松灰催化剂具有较好的重复利用性能,第4次使用时,生物柴油收率仍能达到8203%。     

KF/水滑石的合成及催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法制备了KF/水滑石固体碱催化剂,并将其用于催化大豆油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油;考察了催化剂制备条件和酯交换反应条件对生物柴油收率的影响,并对催化剂进行了XRD,TG-DTA,SEM表征。研究结果表明,KF/水滑石的最佳制备条件为:KF负载量(占水滑石的质量)80%、焙烧温度500℃、焙烧时间3 h。将此条件下制备的KF/水滑石催化剂用于大豆油与甲醇酯交换反应,最佳的反应条件为:催化剂用量(占大豆油的质量)2%,甲醇与大豆油的摩尔比12∶1,反应时间3 h,反应体系处于回流状态。在此条件下,生物柴油的收率高达90.4%。表征结果显示,KF/水滑石的催化活性与KF和水滑石在高温煅烧时相互作用形成新的晶相KMgF3和K3AlF6有关。