非均相固体碱催化棉籽油制备生物柴油及其性能

采用浸渍法制备了Cs2O/La2O3固体碱催化剂,并将其用于棉籽油与甲醇酯交换制备生物柴油的反应。考察了催化剂载体、Cs2O负载量、焙烧温度对催化剂活性的影响。结果表明：采用La2O3作为载体,Cs2O负载量20%（Cs2O与载体的质量比）,焙烧温度600℃,制备得到的Cs2O/La2O3固体碱催化剂用于酯交换反应时具有良好的催化活性。在反应温度65℃,醇油摩尔比12∶1,固体碱催化剂用量为油质量的3%,反应3 h产物中棉籽油甲酯含量达到98.8%。     

油脂加氢镍基纳米催化剂的研究

以纳米碳酸钙为载体,采用沉淀法制备了镍基纳米催化剂,以棕榈油的加氢为探针表征其活性。分析了制备方法、负载量、焙烧温度、还原温度及促进剂对催化剂活性的影响。研究结果显示:以纳米碳酸钙为载体,在镍负载量为30%左右、添加铝(镍与铝原子摩尔比6∶1)或钴(镍与钴原子摩尔比600∶1)为促进剂、焙烧温度350℃、还原温度400℃时,采用沉淀法制备的催化剂活性最高,可使氢化后的棕榈油碘值(I)降到0.5 g/100 g以下(催化剂用量占棕榈油质量的0.07%),表明该催化剂的催化性能可达工业要求水平。此外,采用相对廉价的纳米碳酸钙作载体,镍为主要活性组分,操作步骤简单,催化剂性能稳定,活性较高,经济效益好,具有较好的应用前景。     

生物柴油催化剂——镁铝复合氧化物的制备及表征

采用共沉淀法制备了催化剂前体镁铝水滑石,再高温焙烧制得镁铝复合氧化物催化剂。以蓖麻油和甲醇酯交换反应为探针反应,以蓖麻油转化率为催化剂活性评价指标,采用正交实验考察了催化剂制备条件对催化剂活性的影响,结果表明:在碳酸钠用量7.5%、焙烧温度550℃、焙烧时间7 h条件下,制得的镁铝复合氧化物催化剂用于蓖麻油和甲醇酯交换反应,得出蓖麻油转化率平均可达96.2%。采用TG-DTG、XRD、BET、SEM技术对优化条件下制得的镁铝水滑石及镁铝复合氧化物进行了表征,结果显示:镁铝水滑石在230℃和420℃时,有两个明显的失重峰;镁铝复合氧化物与氧化镁具有相似的晶相结构,其BET比表面积为211.7 m2/g,BJH脱附累积孔容(0.85～150 nm)为0.90 cm3/g,BJH脱附平均孔半径为9.6 nm,表面形貌呈蜂窝状。     

黄连木籽油制备生物柴油固体碱催化剂研究

采用新型固体碱Li2O/MgO替代传统的均相碱催化剂,催化黄连木籽油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油。考察了载体类型、浸渍液中Li元素浓度、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化活性的影响,确定了最佳制备条件。结果表明:优化制备的Li2O/MgO固体碱催化剂,在浸渍液中Li元素质量分数为3%,焙烧温度600℃,焙烧时间6 h,用于酯交换反应时具有良好的催化活性,在反应温度65℃,醇油物质的量比9:1,固体碱催化剂用量为油质量的2%,反应3 h产物中棉籽油甲酯含量达到98%,反应10次甲酯含量维持在90%左右,其指标基本达到美国的ASTM标准和德国的DINE标准。     

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%。     

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。     

固体酸催化大豆油脱臭馏出物甲酯化工艺研究

采用溶胶-凝胶和浸渍法制备了SO2-4/TiO2-SiO2固体酸催化剂,利用其对大豆油脱臭馏出物进行甲酯化。研究了TiO2-SiO2载体焙烧温度、浸渍用硫酸浓度、浸渍时间对催化剂活性的影响,以及催化剂用量、醇油比、反应温度和反应时间对酯化率的影响。得到了最佳反应条件为载体焙烧温度550℃,浸渍用硫酸浓度2.5 mol/L,浸渍时间12 h,催化剂用量5%(以大豆油脱臭馏出物质量计),醇油比1.5∶1(甲醇与大豆油脱臭馏出物体积质量比),反应温度65℃,反应时间4 h。在最佳条件下,酯化率达到96.5%。     

固体酸SO_4~（2-）/TiO_2催化葡萄糖制备乙酰丙酸甲酯

通过沉淀-浸渍法制备了一系列不同焙烧温度的SO42-/TiO2固体酸催化剂,用于在甲醇中催化转化葡萄糖制备乙酰丙酸甲酯,探讨了不同反应条件及催化剂重复使用次数对乙酰丙酸甲酯得率的影响,并利用XRD和NH3-TPD对使用前后的催化剂的结构和酸性进行了表征。实验结果表明：500℃焙烧3 h的催化剂,在催化剂用量为2.5 wt%,反应温度为200℃的条件下反应2 h,乙酰丙酸甲酯得率达35 mol%。第一次回收的催化剂焙烧后使用催化性能明显下降,而之后的多次重复使用能保持较稳定的反应活性。XRD和NH3-TPD分析结果表明,使用后的催化剂的晶型结构仍保留,酸强度和总酸量随重复使用次数增加而逐渐降低。     

制备生物柴油的KOH/MgO固体碱的研制

采用浸渍法制备KOH/MgO固体碱催化剂,并用X–射线衍射对催化剂进行表征,同时对固体碱催化剂制备条件及酯交换反应催化剂用量进行了优化。结果表明,催化剂在焙烧过程中有部分K2CO3生成,当KOH负载量20%、焙烧温度650℃、焙烧时间6 h、酯交换反应温度75℃、时间2.5 h、醇油摩尔比6∶1,催化剂用量为棕榈油质量的4.5%时,脂肪酸甲酯的得率达90.0%±2.0%,所得催化剂在生物柴油制备过程中具有可观的应用前景。     

固体碱催化黄连木籽油制备生物柴油

以黄连木籽油为原料,研制出适用于其与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油的固体碱催化剂。考察了浸渍液中Li元素浓度、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化活性的影响,确定了最佳制备条件。结果表明,优化制备的Li2O/CaO固体碱催化剂,在浸渍液中Li元素质量浓度为4%,焙烧温度700℃,焙烧时间5h,用于酯交换反应时具有良好的催化活性,在反应温度60℃,醇油摩尔比12∶1,固体碱催化剂用量为油质量的1.2%,反应3h产物中黄连木籽油甲酯含量达到97%,制备得到的生物柴油质量达到国家柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）标准。     

固体碱KF/CeO2催化大豆油制备生物柴油的研究

以硝酸铈铵为铈源，采用水热法制备CeO₂载体，浸渍法制备KF/CeO₂固体碱催化剂，并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和比表面积(BET)对催化剂进行表征。结果表明：KF/CeO₂固体碱对大豆油制备生物柴油有催化作用；催化剂的最佳制备条件为KF负载量40%、焙烧温度500℃、焙烧时间3 h;制备生物柴油的最佳反应条件为催化剂用量为大豆油质量的3.0%、醇油摩尔比9∶1,在该条件下生物柴油的最高产率为86.7%。     

不饱和油脂加氢制硬化油催化剂的研究(Ⅰ)——制备条件对催化剂活性的影响

以SiO2 为分散剂用沉淀法制备了不饱和油脂加氢单元镍催化剂 ,研究了制备过程中SiO2 含量、焙烧温度、还原温度及时间对活性的影响。研究表明 :较低的焙烧温度和还原温度 ,缩短还原时间都有利于提高催化剂的活性     

Au/γ-Al2O3催化氧化葡萄糖制备葡萄糖酸钠的研究

采用阴离子交换法(DAE)制备Au/γ-Al2O3催化剂,并利用TEM、XRD等方法对催化剂进行了表征,考察了催化剂制备条件对催化氧化葡萄糖性能的影响。实验结果表明:随着金负载量、pH和焙烧温度的增加,催化剂的活性先上升后下降。较优的催化剂制备条件为:氯金酸浓度0.5mmol/L、pH4、300℃下焙烧4h;Au/γ-Al2O3催化剂的活性达到0.366molglu/(min·gAu)。     

油脂醇解固体碱催化剂的制备及表征

以硝酸钙、硝酸锌、乙酸镁、乙酸铝为原料,碳酸钠为沉淀剂进行共沉淀反应,先制得钙、镁、锌碳酸盐及氢氧化铝混合沉淀,再经陈化、水洗、干燥、焙烧制得钙镁锌铝固体碱催化剂。将蓖麻油甲醇解反应中的蓖麻油转化率作为活性评价指标,采用正交试验考察了制备条件对催化剂活性的影响,得到制备催化剂的优化条件为:n(Ca)∶n(Mg)∶n(Zn)∶n(Al)=2∶0.5∶0.5∶1,混合溶液p H 8,焙烧温度850℃,焙烧时间7 h。将优化条件下制备的固体碱催化剂用于催化蓖麻油甲醇解反应,蓖麻油转化率达93.2%。采用热重分析、X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜及Hammett指示剂滴定法对催化剂及其前驱体进行了表征。结果显示:催化剂前驱体在700~800℃温区有1个明显的失重台阶,在800℃以后质量基本不随温度变化;固体碱催化剂主要由Ca O、Zn O及Mg O3种晶体构成,其比表面积为44.08 m~2/g、孔容为0.062 65 cm~3/g,特征为多孔连续型蜂窝状结构;固体碱催化剂的碱强度在7.2~15.0之间,总碱位量为14.895 mmol/g。     

二氧化硅-硫酸氢钾固体酸催化制备生物柴油

采用溶胶-凝胶法制备KHSO4.SiO2固体酸催化剂,将其应用于催化油酸与甲醇制备生物柴油的酯化反应中,考察了催化剂焙烧温度、KHSO4负载量、甲醇与油酸物质的量比、催化剂用量、反应时间及催化剂使用次数对生物柴油转化率的影响。结果表明,固体酸催化剂KHSO4.SiO2在油酸与甲醇的酯化反应中具有很高的催化活性,最佳反应条件:催化剂焙烧温度为200℃,KHSO4负载量为20%,甲醇与油酸物质的量比为12∶1,催化剂用量占油酸质量的10%,反应时间5 h,生物柴油转化率可达95.58%。固体酸催化剂KHSO4.SiO2可重复使用4次,催化活性良好。     

KF-MgO固体碱催化剂的表征及油脂醇解活性

以二水合氟化钾、乙酸镁(四水)为原料,经过混合研磨、焙烧制得KF-MgO固体碱催化剂。采用单因素实验得到的优化制备条件为：摩尔比n(KF·2H₂O):n(MgAc₂·4H₂O)=1,焙烧温度500℃,焙烧时间3 h。将制得的固体碱催化剂催化蓖麻油与甲醇的酯交换反应,得生物柴油的折射率为1.462 6,蓖麻油转化率为96.36%。通过热重分析、X射线衍射和扫描电镜对最佳条件下制备的KF-MgO固体碱催化剂及其前驱体进行表征,结果表明,KF-MgO固体碱催化剂的前驱体在500℃左右分解过程基本结束。催化剂主要以KMgF₃的形式存在,呈蜂窝状,有一定数量的孔洞。     

KF改性固体碱的制备、表征及在菜籽油醇解中的应用

将乙酸钙溶液、氟化钾溶液作为浸渍液,氧化铝作为载体,通过二次浸渍、二次焙烧制得KF-CaO/Al_2O_3固体碱催化剂。通过正交试验考察各制备因素对催化剂在菜籽油醇解中活性的影响。得出的最佳制备条件为:乙酸钙溶液质量分数20%,氟化钾溶液质量分数25%,一次焙烧温度950℃,一次焙烧时间5 h。最佳条件下制得的催化剂可使菜籽油转化率达到99.4%。采用热重分析、X射线衍射、N_2吸附-脱附、扫描电镜及Hammett指示剂滴定法对最佳条件下制备的CaAc_2/Al_2O_3、CaO/Al_2O_3及焙烧前后的KF-CaO/Al_2O_3进行了表征。结果显示:CaAc_2/Al_2O_3在140、420、700℃附近有明显失重,焙烧前KF-CaO/Al_2O_3在200、570℃附近有明显失重。焙烧后KF-CaO/Al_2O_3固体碱催化剂由无定形Al_2O_3载体及负载于表面的以单层分散的CaO、KF及反应产物构成。其比表面积为29.72 m~2/g、孔体积为0.074 2 cm~3/g。催化剂为表面光滑的层状结构,其碱强度介于7.2～18.4。     

废弃油脂脂肪酸甲酯制备二聚酸甲酯聚合工艺研究

以废弃油脂制备的脂肪酸甲酯为原料进行聚合反应,产物经分子蒸馏后得到单体酸甲酯(生物柴油)和二聚酸甲酯.研究了催化剂加入量、反应温度和反应时间等因素对聚合反应产品收率和质量的影响.结果表明,聚合反应适宜的工艺条件为:催化剂加入量为脂肪酸甲酯质量的10%,反应温度240℃,反应时间8 h.在此条件下,二聚酸甲酯产率达到74.0%,粗产品经提纯后二聚酸甲酯含量为90.7%.自制片状活性白土催化剂活性好,催化剂与产品容易分离,产品夹带损失少.     

超强钙基固体碱催化三组分体系高效制备无甘油生物柴油

采用浸渍法制备K_2CO_3/CaO固体碱催化剂,考察其催化甲醇-油脂-碳酸二甲酯三组分耦合反应体系制备无甘油生物柴油的性能。结果表明:在浸渍时间8 h、碳酸钾负载量5%、焙烧温度600℃时,该固体碱催化剂在常压回流、n(油)∶n(酯)∶n(醇)为1∶1∶8、催化剂用量15%的条件下,反应60 min生物柴油产率可达97.88%;反应得到的未经处理的生物柴油中游离甘油的含量仅为0.019 62%。采用TG、BET、SEM、CO_2-TPD及XRD等技术对该催化剂进行了表征发现,催化剂的高活性与碳酸钾和氧化钙经高温焙烧产生两个新的碱性位点有关。     

微波-固体酸催化棉籽油制备生物柴油的研究

探讨了微波辅助条件下采用新型固体酸S2082-/Al2O3-ZrO2-La2O3替代传统的液体酸、碱催化剂,催化棉籽油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油。考察了微波功率、固体酸催化剂用量、醇油摩尔比、反应温度等因素对产物中甲酯含量的影响。结果表明,在微波辅助下,固体酸催化剂对棉籽油酯交换具有较好的催化活性和稳定性,产物与催化剂易于分离。在微波功率300W,反应温度120℃,醇油摩尔比12：1,固体酸催化剂用量为油质量的3%条件下,反应1.5h产物中棉籽油甲酯含量达到95.2%,催化剂重复使用10次甲酯含量维持在90%左右,表明催化剂具有较高的催化活性和稳定性。