CaO/Co-Al-O固体碱的制备、表征及其油脂醇解活性

采用共沉淀、浸渍及高温焙烧的方法制备了Ca O/Co-Al-O固体碱催化剂。采用正交实验考察了制备条件对Ca O/Co-Al-O固体碱油脂醇解活性的影响,得到固体碱催化剂的优化制备条件为:Co与Al摩尔比3∶1、顺加法、Ca(Ac)2浸渍液质量分数0.25、焙烧温度700℃、焙烧时间6 h。以优化条件下制备的Ca O/Co-Al-O固体碱为催化剂,在甲醇与蓖麻油摩尔比9∶1、催化剂与蓖麻油质量比0.04∶1、搅拌速率400 r/min、反应温度65℃、反应时间3 h的条件下,蓖麻油转化率为94.74%。采用TG-DTA、FT-IR、BET及XRD技术对固体碱催化剂及其前驱体进行了表征。结果显示:固体碱催化剂前驱体Ca(Ac)2/Co-Al水滑石TG曲线有3个失重台阶,分别出现在100~200℃、200~300℃及680~730℃;Ca O/Co-Al-O固体碱催化剂的BET比表面积为42.7 m2/g,BJH脱附累积孔容为0.29 cm3/g,BJH脱附平均孔半径为11.4 nm;Ca O/Co-Al-O固体碱中的活性组分Ca O以无定形或微晶的形式高度分散于Co Al2O4及Co3O4表面。     

La/CaO/MgO/Al_2O_3固体碱催化剂的制备及表征

以镧、钙、镁、铝的硝酸盐为原料,以尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀及高温焙烧的方法制备了La/Ca O/Mg O/Al2O3固体碱催化剂。采用单因素实验考察了制备条件对催化剂活性的影响,得到制备固体碱催化剂的优化工艺条件为:n(La)∶n(Ca)∶n(Mg)∶n(Al)=0.027 0∶4∶2∶2,反应温度120℃,焙烧温度750℃,焙烧时间8 h。将优化条件下制备的La/Ca O/Mg O/Al2O3固体碱用于催化蓖麻油和甲醇的酯交换反应,在n(醇)∶n(油)=9∶1、m(催化剂)∶m(油)=0.04∶1、搅拌速率550r/min、反应温度65℃、反应时间3 h的条件下,蓖麻油转化率可达88.44%。采用Hammett指示剂法、TG、BET、XRD及SEM对催化剂及其前驱体进行了表征。结果表明:La/CaO/MgO/Al_2O_3固体碱的碱强度为7.2~11.2;当温度超过830℃时,La-Ca-Mg-Al水滑石的质量几乎不再随温度变化;催化剂比表面积为50.84 m2/g、孔容为0.107 3 cm3/g,催化剂主要由Ca O、Mg O及Al2O33种晶体组成。     

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。     

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。     

用于生物柴油的钙镁催化剂的制备及其活性评价

以Ca(Ac)2溶液浸渍MgO载体制得负载型钙镁固体碱催化剂,可以用于菜籽油酯交换反应生产生物柴油.催化剂的制备条件为:Ca(Ac)2浓度为22.6%,煅烧温度700℃.该催化剂具有良好的反应活性,常压、65℃、醇油摩尔比12:1、反应1.5 h,甘油收率大于80%.该催化剂比普通均相碱催化剂有更好的抗酸、抗水性,可以在酸值为2 mgKOH/g或水含量在2%条件下操作.     

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。     

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。     

钙锌铝固体碱催化剂的制备及表征

以硝酸钙、硝酸锌及硝酸铝为原料,碳酸钠为沉淀剂,采用共沉淀法制备了碳酸钙、碳酸锌及氢氧化铝。经陈化、抽滤、洗涤、干燥及焙烧得到钙锌铝固体碱催化剂。以蓖麻油甲醇解反应为模型反应,蓖麻油转化率为活性评价指标,采用正交实验考察了催化剂制备条件对其催化活性的影响。采用Hammett指示剂滴定法、TG、XRD、SEM及BET技术对催化剂及其前驱体进行了表征。结果表明:制备催化剂的优化条件为n(Ca)∶n(Zn)∶n(Al)=2.5∶0.5∶1、沉淀剂为碳酸钠、焙烧温度800℃、焙烧时间8 h,在优化条件下,蓖麻油转化率可达95.4%;催化剂前驱体在700~850℃温区有1个明显的失重台阶,在850℃以后质量基本不随温度变化;固体碱催化剂的碱强度在7.2~11.2之间,总碱位量为9.740 mmol/g,主要由Ca O、Zn O两种晶体构成,其形状为多孔的连续的不规则固体,其比表面积为30.75 m~2/g、孔容为0.051 64 cm~3/g。     

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%。