稀土改性固体超强酸催化制备生物柴油的研究

以SO42-/ZrO2为母体,引入稀土元素La、Ce对其进行改性,制备出一系列稀土固体超强酸催化剂,用X射线衍射、红外光谱和BET手段表征了催化剂的物化性能。研究了催化剂合成生物柴油的催化性能,系统考察了n(甲醇):n(脂肪酸甘油三酯)、催化剂用量、反应温度、反应时间等因素对生物柴油产率的影响。结果表明:稀土的引入使活性四方相ZrO2更加稳定;催化剂中形成了固体超强酸结构,且改性后酸强度增大,催化剂活性中心数目增加。SO42-/ZrO2-La2O3的催化活性较高,n(甲醇)∶n(脂肪酸甘油三酯)=10∶1、m(催化剂)∶m(原料油)=4∶100、反应温度250℃、反应时间9 h,此时甲酯的产率可达到73.46%。该催化剂活性较高,重复使用3次后生物柴油产率仍在60%之上。     

K_2O/CaO-SBA-15催化大豆油制备生物柴油研究

通过浸渍法制备固体碱催化剂:K2O-SBA-15、CaO-SBA-15和K2O/CaO-SBA-15,用于催化大豆油和无水甲醇发生酯交换反应制备生物柴油,并进行X射线衍射(XRD),氮气吸附脱附表征。结果表明,负载固体碱后,没有改变介孔分子筛SBA-15的规则孔道结构,并且碱金属氧化物均匀负载在SBA-15的孔壁上。按三组分四因素的正交试验设计方案进行实验,表明各因素影响制备生物柴油的程度依次为:反应时间反应温度醇油摩尔比催化剂用量。反应的最佳条件为:以3%K2O/3%CaO-SBA-15为催化剂,反应温度60℃,反应时间3h,醇油摩尔比为16:1,催化剂用量为油重的3%,可得生物柴油产率为87.12%。     

锌改性Ca-Mg/Al类水滑石催化制备生物柴油

通过掺杂不同比例的Zn(NO_3)_2实现对Ca-Mg/Al类水滑石催化剂的改性,将改性后催化剂用于制备生物柴油,并以微藻油和甲醇酯交换反应为探针反应,生物柴油收率为催化剂活性评价指标,研究不同Zn(NO_3)_2的加入量对其催化活性的影响。通过TG-DSC、XRD、BET、SEM等手段对催化剂及其前体进行了表征。结果表明,当n(Zn)∶n(Zn+Mg)=12%时,改性后的Ca-Mg/Al类水滑石催化剂在反应温度为65℃,n(甲醇)∶n(微藻油)=14∶1,反应时间为4h,m(催化剂)∶m(微藻油)=3%,生物柴油收率可达到94%。     

稻米油碱催化制备生物柴油实验研究

以稻米油和甲醇为原料,在碱催化的条件下制备稻米油生物柴油,对影响生物柴油产率的因素如n(甲醇)∶n(稻米油)、反应温度、催化剂用量和反应时间等进行了详细的研究。研究发现,当n(甲醇)∶n(稻米油)=7∶1、m(催化剂)∶m(稻米油)=1.2%时,在50℃的温度下反应60min,生物柴油产率最大,为95.38%。     

Na/SiO2新型固体碱催化制备生物柴油的研究

以NaOH、正硅酸乙酯和乙醇为原料,经溶胶-凝胶法制备新型固体碱催化剂（Na/SiO₂）,用于催化大豆油与甲醇的酯交换反应制备生物柴油,研究催化剂焙烧温度、n(NaOH)∶n(SiO₂)、n(甲醇)∶n(大豆油)、催化剂用量和反应时间对产率的影响以及催化剂的稳定性。结果表明,固体碱催化剂Na/SiO₂在大豆油与甲醇的酯交换反应中具有较高的催化活性,在催化剂焙烧温度600 ℃、n(NaOH)∶n(SiO₂)=2∶1、n(甲醇)∶n(大豆油)=15∶1、催化剂用量为大豆油质量的7%和反应时间3 h的条件下,脂肪酸甲酯产率可达97.42%,催化剂在稳定性试验中呈现出优良的稳定性。     

富马酸二甲酯的合成新工艺研究

研究了以糠醛为原料,以KClO3为氧化剂,V2O5为催化剂制备富马酸,在固载杂多酸PW12/C催化下,富马酸和甲醇经过酯化反应合成富马酸二甲酯。考察了催化剂用量、氧化剂用量、反应时间和醇酸比对反应的影响,确定了最佳工艺条件。m(KClO3)∶m(糠醛)=1.8∶1,反应温度105℃,催化剂用量为0.2g时,反应时间4h,富马酸产率为80.7%;酯化反应中n(甲醇)∶n(富马酸)=7∶1,m(PW12/C)∶m(富马酸)=6∶100,回流反应6h,富马酸二甲酯产率达88.1%。     

转糖苷化法合成烷基糖苷工艺研究

采用转糖苷化法合成烷基糖苷,考察了原料配比、催化剂用量和反应温度等因素对产率的影响,得到了最佳反应条件:m(催化剂)∶m(丁醇)=0.011∶1;n(正丁醇)∶n(高碳醇)=1∶1;n(丁醇)∶n(葡萄糖)=3∶1。经过H2O2脱色,反应温度为110℃~115℃,反应时间为4 h,葡萄糖的转化率达到98%。实验结果表明:影响产率的主要因素为催化剂和葡萄糖的配料比。     

对甲酚常压液相催化氧化制备对羟基苯甲醛

以钴铜为主催化剂,镍锆为助催化剂,TiO_2为载体,用浸渍法制备一系列负载型催化剂,并用XRD、IR对其进行表征。将催化剂用于对甲酚常压液相催化氧化制备对羟基苯甲醛(PHBA)的反应中,结果表明,n(Co~(2+))∶n(Cu~(2+))=3∶1,n(Co~(2+))∶n(Ni~(2+))=1∶0.06,n(Co~(2+))∶n(Zr~(2+))=1∶0.005时,催化剂的催化效果最佳。同时,考察了反应温度、氢氧化钠用量、反应时间、通氧量、甲醇用量对该反应的影响。在单因素实验基础上,采用正交实验优化出该反应较佳工艺:反应时间为5 h,反应温度为75℃,甲醇用量为30 m L,n(氢氧化钠)∶n(对甲酚)=5∶1,通氧量为50 m L/min。以对甲酚计,PHBA的收率为92.58%。所制备催化剂在常压下对于对甲酚的催化氧化反应具有较高的催化活性和重复性。     

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。     

Na_2CO_3/MCM-41型固体碱催化制备生物柴油

以MCM-41为载体负载Na2CO3制备Na2CO3/MCM-41型酯交换催化剂,用于催化大豆油制备生物柴油。并研究了催化剂用量、反应物的摩尔比、反应温度和反应时间等因素对该反应的影响。结果表明,最佳反应条件是n(甲醇)∶n(大豆油)=16∶1,催化剂用量为大豆油质量的3%,反应温度为60℃,反应时间为3 h条件下,酯交换转化率可达35%以上。     

固体碱催化黄连木籽油制备生物柴油

制备了K2CO3/Mg(A l)O固体碱催化剂,适宜制备条件为:K2CO3负载量30%、在700℃下焙烧4 h。用比表面积测定仪、X射线衍射仪、红外光谱仪对其进行了表征。以黄连木籽油为原料,开展了酯交换法制备生物柴油的研究,考察了主要影响因素:醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度对酯交换反应的影响,得到的酯交换反应适宜条件为:以黄连木籽油0.01 mol计,醇油摩尔比12∶1、催化剂用量为黄连木籽油质量的4.0%、反应时间2.5 h、反应温度68℃。在该条件下生物柴油的收率可达99%以上。催化剂经4次循环使用,生物柴油收率仍可保持在96%以上。用FTIR1、HNMR对所制备的产品进行了表征,证明产品中含有饱和脂肪酸甲酯和不饱和脂肪酸甲酯。     

Production of biodiesel from waste vegetable oil using impregnated diatomite as heterogeneous catalyst

In this study, biodiesel was produced from waste vegetable oil using a heterogeneous base catalyst synthesized by impregnating potassium hydroxide (KOH) onto diatomite. Response surface methodology based on a central composite design was used to optimize four transesterification variables:temperature (30–120 °C), reaction time (2–6 h), methanol to oil mass ratio (10%–50%) and catalyst to oil mass ratio (2.1%–7.9%). A quadratic poly-nomial equation was obtained to correlate biodiesel yield to the transesterification variables. The diatomite–KOH catalyst was characterized using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR) and a scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy dispersive X-ray detector (EDS). A maximum biodiesel yield of 90%(by mass) was obtained. The reaction conditions were as follows:methanol to oil mass ratio 30%, catalyst to oil mass ratio 5%, reaction time 4 h, and reaction temperature 75 °C. The XRD, FTIR and SEM (EDS) results confirm that the addition of KOH modifies the structure of diatomite. During impregnation and calcination of the diatomite catalyst the K2O phase forms in the diatomite structural matrix and the active basicity of this compound facilitates the transesterification process. It is possible to recycle the diatomite–KOH catalyst up to three times. The crucial biodiesel properties from waste vegetable oil are within the American Stan-dard Test Method specifications.     

介孔分子筛K2O/SBA-15催化酯化反应的研究

以介孔分子筛SBA-15为载体,负载KNO3后经过煅烧,制得K2O/SBA-15固体碱催化剂.通过XRD和BET对样品进行了测试分析,并对K2O/SBA-15催化合成油酸甲酯的酯化反应进行了研究.试验结果表明:当K2O负载量为2%,n(醇)∶n(酸)2∶1,反应温度180℃,反应时间4 h,催化剂用量为原料质量的5.0...     

叔丁醇共溶剂用于制备生物柴油的研究

利用叔丁醇作为共溶剂可使棕榈油、甲醇和催化剂形成均相体系,用于酯交换反应制备生物柴油,可以缩短反应时间。实验以棕榈油为原料,氢氧化钠为催化剂,在带夹套的玻璃反应器内进行反应。考察了共溶剂质量分数、催化剂质量分数、反应温度、醇油摩尔比等因素对生物柴油产率的影响,获得了最佳反应条件。实验结果表明,当叔丁醇质量为棕榈油质量的11.6%,催化剂质量为油质量的1.0%,反应温度为60℃,醇油摩尔比为6∶1时,反应2 m in后生物柴油产率达到了90%。     

CaO/La2O3固体碱催化剂制备及其催化大豆油酯交换反应性能

采用共沉淀法制备了氧化钙/三氧化二镧（CaO/La2O3）固体碱催化剂,并将其应用于大豆油与甲醇进行的酯交换反应。XRD表征结果表明,活性组分在三氧化二镧上高度分散,且钙与镧之间有较强的协同作用。催化剂适宜的制备条件：钙与镧物质的量比为2∶1,焙烧温度为750 ℃,焙烧时间为3 h。在醇与油物质的量比为13∶1、催化剂质量占大豆油质量的4%、反应时间为4 h条件下,制备的氧化钙/三氧化二镧固体碱催化剂催化大豆油和甲醇进行的酯交换反应制备生物柴油的产率达到90%以上。     

Conversion of biomass to fuel: Transesterification of vegetable oil to biodiesel using KF loaded nano-γ-Al2O3 as catalyst

KF-impregnated nanoparticles of γ-Al₂O₃ were calcinated and used as heterogeneous catalysts for the transesterification of vegetable oil with methanol for the synthesis of biodiesel (fatty acid methyl esters, FAME). The ratio of KF to nano-γ-Al₂O₃, calcination temperature, molar ratio of methanol/oil, transesterification reaction temperature and time, and the concentration of the catalyst were used as the parameters of the study. A methyl ester yield of 97.7 ± 2.14% was obtained under the catalyst preparation and transesterification conditions of KF loading of 15 wt%, calcination temperature of 773 K, 8 h of reaction time at 338 K, and using 3 wt% catalysts and molar ratio of methanol/oil of 15:1. This relatively high conversion of vegetable oil to biodiesel is considered to be associated with the achieved relatively high basicity of the catalyst surface (1.68 mmol/g) and the high surface to volume ratio of the nanoparticles of γ-Al₂O₃.     

离子液体催化酸化油甲酯化工艺及其特性

以酸化油为原料，自制离子液体为催化剂，采用甲酯化方法制备脂肪酸甲酯。通过考察甲醇与脂肪酸物质的量比、离子液体催化剂加入量、反应温度和反应时间对甲酯化反应的影响，最佳反应条件：甲醇与脂肪酸物质的量比9∶1，离子液体催化剂用量为甲醇与游离脂肪酸总质量的25%，反应温度65 ℃，反应时间2.0 h。通过测量原料酸化油与产物的含水量，证明离子液体催化剂具有良好的带水性，有利于甲酯化反应的进行。该方法不仅可降低生产成本，减少环境污染，也能避免油脂资源问题，具有较高经济效益和社会效益。     

微波辅助固体碱催化制备生物柴油

采用K2CO3/γ-AL2O3固体碱催化剂,研究了在微波辐射下大豆油和甲醇酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。利用正交试验方法得到了反应的最佳条件：K2CO3／γ-AL2O3。用量为大豆油质量的3％、醇油摩尔比为13：1、反应时间为35min、辐射功率为330W,在此条件下转化率可达83％。     

Transesterification of sunflower oil catalyzed by flyash-based solid catalysts

Flyash-based base catalyst was used in the transesterification of sunflower oil with methanol to methyl esters in a heterogeneous manner. Catalyst preparation variables such as, the KNO₃ loading amount and calcination temperature were optimized. The catalysts were characterized by powder XRD. The catalyst prepared by loading of 5 wt.% KNO₃ on flyash followed by its calcination at 773 K has exhibited maximum oil conversion (87.5 wt.%). The influence of various reaction parameters such as % catalyst loading, methanol to oil molar ratio, reaction time, temperature, reusability of the catalyst on the catalytic activity was investigated. K₂O derived from KNO₃ might be an essential component in the catalyst for its efficiency.