以天然废弃物鸡蛋壳为原料制备催化剂及其碳酸甘油酯的合成

鸡蛋壳是一类产量巨大的废弃物,其主要成分是碳酸钙,可以作为碱性物质氧化钙的来源。将鸡蛋壳废弃物制成氧化钙碱性催化剂,能变废为宝,符合绿色化学理念。本文探究了基于鸡蛋壳催化剂的制备及碳酸甘油酯的合成,并通过FTIR、XRD、SEM/EDS和等对催化剂进行表征。发现以天然废弃物鸡蛋壳为原材料,加入白云石及滑石粉,煅烧温度1 250℃,在高温电炉中煅烧4 h所制备出的催化剂可用于碳酸甘油酯的合成,并具有良好的活性。该催化剂合成碳酸甘油酯的最优条件为:催化剂用量为5wt.%,碳酸二甲酯与甘油的摩尔比为3∶1,反应温度为80℃,反应时间为2h,转化率高达94.67%。但该催化剂在酯交换反应中稳定性较差,失活较快。     

异相催化尿素法制备碳酸甘油酯研究

以甘油和尿素为原料,尿素法合成碳酸甘油酯。研究了四种催化剂催化合成碳酸甘油酯的催化特性。通过对各种催化剂的筛选,发现经过焙烧后的贝壳固体碱催化效果最好。通过正交实验,以温度、催化剂用量、尿素甘油物质的量比、反应时间为变量,进行四因素三水平的正交实验,实验结果表明:实验温度为155℃,催化剂用量为2.5%,尿素甘油物质的量比为1.4:1,反应时间确定为1.5h,得到最优实验条件,甘油的转化率可以达到74.21%。     

KF/γ-Al2O3催化甘油酯交换合成碳酸甘油酯

采用等体积浸渍法制备了一系列氧化铝负载碱金属氟化物固体碱催化剂,用于甘油(丙三醇)与碳酸二甲酯酯交换反应合成碳酸甘油酯,其中KF/γ-Al2O3催化剂能够更好地促进碳酸甘油酯的生成。进一步考察了KF/γ-Al2O3催化剂的制备条件、反应条件对甘油与碳酸二甲酯酯交换反应的影响。当KF负载在γ-Al2O3的负载量为15%(质量分数,下同),于400℃焙烧5 h后制得固体碱催化剂,在n(碳酸二甲酯)∶n(甘油)=3∶1,反应温度80℃,反应时间1.5 h的条件下,甘油的转化率达96.1%,碳酸甘油酯选择性和收率分别达98.1%和94.3%。     

一种基于硅酸钙基复合催化剂制备碳酸甘油酯的方法

<正>申请号:CN201910480392.9申请日:2019.06.04公开(公告)号:CN110180524A本发明属于可再生新能源领域,提供了一种基于硅酸钙基复合催化剂制备碳酸甘油酯的方法,以硅酸钙基的复合催化剂,催化甘油和碳酸二甲酯的酯交换反应,甘油和碳酸二甲酯按摩尔比1:2.5～3.5,催化剂占反应物总质量5～7%,在60～70℃反应2.5～3 h,反应后离心分离除去催化剂,用气相色谱测定产物,内标法定量,甘油转化率能达到91.6%,碳酸甘油酯产率达到86.0%,催化剂可重复利用3次。产物可经旋蒸分离得到纯的碳酸甘油酯。本发明不     

甘油法合成缩水甘油

以ZnSO4为催化剂,甘油和尿素反应合成碳酸甘油酯,分别以IR和MS对产物进行了结构表征。碳酸甘油酯在磷酸钠催化下脱掉一分子CO2得到缩水甘油。重点对碳酸甘油酯脱CO2得到缩水甘油的反应时间、反应温度、反应压力、催化剂种类及用量等因素进行了考察。并通过响应面分析法得到了适宜的反应条件为：反应时间4 h、反应温度215 ℃、反应压力2 kPa、催化剂用量2.5%（质量分数）。缩水甘油经旋转蒸发提纯,通过IR、HNMR进行了鉴定,GC测定产率可达到83.8%。     

尿素与甘油反应制甘油碳酸酯的绿色合成工艺

以甘油和尿素为原料,探讨了低甘油含量的甘油碳酸酯环境友好的合成工艺。考察了催化剂的结构、反应条件等因素对甘油转化率的影响,结果表明在390℃煅烧3 h的硫酸锌催化效果最好。采用甘油与尿素反应后再与碳酸酯反应的偶合反应方式,所得甘油碳酸酯中甘油的含量仅为0.6%,降低了合成成本。     

Investigation on a green synthetic approach for glycerol carbonate： The reaction of glycerol with urea

以甘油和尿素为原料,探讨了低甘油含量的甘油碳酸酯环境友好的合成工艺。考察了催化剂的结构、反应条件等因素对甘油转化率的影响,结果表明在390 ℃煅烧3 h的硫酸锌催化效果最好。采用甘油与尿素反应后再与碳酸酯反应的偶合反应方式,所得甘油碳酸酯中甘油的含量仅为0.6%,降低了合成成本。     

碳酸甘油酯的合成研究及产业化进展

碳酸甘油酯是一种颇具吸引力的高附加值甘油衍生物,研究以甘油为反应底物制备高附加值的碳酸甘油酯,已成为实现生物柴油副产物甘油综合利用的有效途径之一。本文简述了包括光气法、CO氧化羰化法、酯交换法、尿素醇解法、CO ₂转化法等在内的碳酸甘油酯合成方法,总结了现有碳酸甘油酯合成的主要催化剂及催化合成反应机理,并简要介绍了我国原料甘油市场现状及国内外碳酸甘油酯合成的产业化进展。最后,从技术研发和产业化发展两个方面对碳酸甘油酯合成的未来发展进行了展望,指出一方面应在开发具有高性能催化剂的同时注重催化基础理论的研究,另一方面应在优化工艺流程、降低产品成本的同时注重下游产业应用与替代,并提出我国应推进生物柴油副产物甘油合成碳酸甘油酯的规模化生产与应用示范,加快培育具有国际竞争力的生物质能源与废弃物资源化利用产业。     

(CaO-MgO)@Fe3O4/C磁性固体碱催化甘油制备碳酸甘油酯

以活性炭、尿素和FeCl_3·6H_2O为原料得到Fe(OH)3,通过N2气氛还原得到磁核Fe_3O_4/C,随后将其置于CaCl_2与MgCl_2·6H2O溶液中超声分散,通过共沉淀法得到前驱体,焙烧制得磁性非均相固体碱催化剂(CaOMgO)@Fe_3O_4/C。对磁性非均相固体碱催化剂〔(CaO-MgO)@Fe_3O_4/C〕进行了磁滞回线、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、CO_2-TPD及N_2的吸附-脱附(BET)测试。结果表明,CaO-MgO均匀地分散在磁核Fe_3O_4/C表面,催化剂在700℃有个强峰,具有较强的碱强度,磁化强度为23.8 emu/g,显示出较好的磁性。以碳酸二甲酯与甘油制备碳酸甘油酯作为探针反应,考察了(CaO-MgO)@Fe_3O_4/C催化剂的催化性能,得到在温度为85℃,n(碳酸二甲酯)∶n(甘油)=5∶1,催化剂用量为甘油质量的3%,反应时间为1 h的条件下,碳酸甘油酯的收率达到98.80%,甘油的转化率达到99.48%。催化剂重复使用6次后,碳酸甘油酯的收率为94.45%。     

CaO催化制备碳酸甘油酯

以甘油和碳酸二甲酯为原料,CaO为催化剂合成了碳酸甘油酯。通过正交实验及单因素实验,考察了反应温度、回流温度、碳酸二甲酯用量、催化剂用量、反应时间对反应的影响,确定了优化工艺条件:反应温度75℃,回流温度60℃,碳酸二甲酯与甘油摩尔比2.5∶1,催化剂质量分数0.8%(以原料总质量计,下同),反应时间2h,在该条件下,甘油转化率及碳酸甘油酯收率分别可达97.89%和96.78%。CaO的存储稳定性及重复利用性实验结果表明,CaO虽具有较佳的存储稳定性,但其重复利用性较差,使用1次后活性即显著降低。     

KF/C催化甘油酯交换合成碳酸甘油酯

以三嵌段共聚物(EO-PO-EO)F127为结构导向剂,甲阶酚醛树脂为碳源,KF·2H₂O为无机前驱体,用溶剂诱导挥发自组装的方法合成KF/C复合材料。采用XRD、BET和XPS等手段对合成的材料进行结构表征,并考察KF/C在甘油与碳酸二甲酯酯交换合成碳酸甘油酯反应中的性能,结果表明,在甘油加入量为0.184 6 g、碳酸二甲酯加入量为0.900 7 g、溶剂N,N-二甲基乙酰胺为5.426 g、催化剂KF/C加入量为0.1 g、反应温度100 ℃、反应时间2 h和搅拌速率600 r·min^-1条件下,甘油转化率达98.5%,碳酸甘油酯选择性达99.8%,催化剂具有较好的循环使用性能。     

吡啶硫酸氢盐离子液体催化甘油与乙酸酯化反应动力学

以吡啶硫酸氢盐离子液体为催化剂,系统研究其催化甘油和乙酸酯化反应生成三乙酸甘油酯的动力学行为。采用单因素实验考察反应温度、酸醇摩尔比、催化剂用量等因素对甘油转化率及产物三乙酸甘油酯收率的影响。根据拟均相一级反应机理建立微分方程组模型,通过动力学数据拟合获得指前因子和反应活化能。结果表明:甘油转化率随反应温度、酸醇摩尔比升高而增加;随着催化剂用量的增加,甘油的反应速率逐渐增大,但平衡转化率基本不变。当反应温度为110℃,乙酸/甘油摩尔比为6∶1,催化剂用量为甘油的3%(质量分数)时,甘油转化率最高为98.5%,三乙酸甘油酯收率最高为40.4%。甘油与乙酸反应逐步生成单乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯的指前因子k10、k20、k30分别为7.17、14.19、13.78 min-1,其相应的反应活化能E1、E2、E3分别为19.10、21.58、23.25 kJ·mol-1,该动力学模型计算值与实验值吻合较好。该催化剂相较于已报道的Amberlyst-15、杂多酸催化剂反应条件更温和、选择性更高、反应活化能更小,具有更好的催化效果。     

微碱强化超临界法制备生物柴油组分分析及工艺过程

对超临界条件下添加微量氢氧化钾催化碳酸二甲酯与棕榈油制备无甘油副产的生物柴油反应进行了研究,微碱的添加有效降低了苛刻的反应条件。利用气质联用技术对反应产物的组分进行了定性确证并建立了产物的定量分析方法。结果表明,酯交换反应的产物组分为甘油碳酸酯、脂肪酸甲酯、甘油单酯、脂肪酸甘油碳酸酯、甘油二酯和甘油三酯。考察了反应温度、反应时间、酯油摩尔比以及催化剂添加量对酯交换反应的影响。当反应温度280℃、反应时间20 min、KOH添加量为0.1%、酯油摩尔比20:1、反应压力3.5MPa时,脂肪酸甲酯的收率可达到83.11%。     

硼酸二甘油酯脂肪酸酯的合成研究

以硼酸、甘油为原料,在氮气保护下合成硼酸二甘油酯,然后在强酸性阳离子交换树脂催化下分别与月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸反应合成出3种具有半极性键的有机硼酸酯表面活性剂.用红外光谱确定了产物的结构.研究了硼酸二甘油酯月桂酸酯的合成工艺,得到了优化的工艺条件,结果表明:硼酸与甘油的摩尔比为1∶2.0,反应温度为180 ℃,反应时间为4 h时,硼酸二甘油酯的收率为96.0%;硼酸二甘油酯与月桂酸的摩尔比为1∶0.9,反应温度为200 ℃,反应时间为3.5 h,催化剂用量(相对于月桂酸的质量)为2.0%时,月桂酸转化率为97.5%.硼酸二甘油酯肉豆蔻酸酯和硼酸二甘油酯硬脂酸酯在相同的工艺条件下合成时酸转化率分别为97.0%和96.4%.该工艺具有酸转化率高,后处理工艺简单的优点.     

酶催化合成碳酸甘油酯的研究

用脂肪酶溶剂相催化甘油和碳酸二甲酯反应合成了碳酸甘油酯，并以单因素分析法研究了各反应条件对此酯交换反应的影响。pH=7，60℃反应23h后，甘油的转化率最高达85％。     

KF/MgO催化甘油和碳酸二甲酯酯交换合成甘油碳酸酯

采用浸渍法制备KF/MgCO₃前体,经高温焙烧后获得了一系列KF/MgO固体碱催化剂,用于催化碳酸二甲酯（DMC）和甘油（GL）酯交换反应合成甘油碳酸酯（GC）。系统考察了KF负载量和焙烧温度对催化剂活性的影响,并通过X射线衍射、N₂吸脱附等温线、扫描电子显微镜和哈米特酸碱滴定等一系列技术对催化剂的结构性能进行了表征。结果表明,当KF负载量为20%（质量分数）时,经550℃焙烧所获得的20%KF/MgO-550催化剂活性最高。经过反应工艺条件的优化,当催化剂与甘油的相对质量分数为2%,DMC与GL的摩尔比为3∶1,75℃条件下反应1.5h后,GC收率可以达到96.8%。当20%KF/MgO-550催化剂重复使用3次之后,GC的收率由96.8%降低到67.3%,经再生处理后20%KF/MgO-550的催化活性可以恢复并且表现出更优异的稳定性。     

甘油酯交换法制备碳酸甘油酯催化剂的研究进展

生物柴油是公认的可再生能源,酯交换法产生生物柴油的主要副产物是甘油.以甘油为原料制备高附加值的碳酸甘油酯(GC)是生物柴油副产物综合利用的有效途径之一.甘油与碳酸酯的酯交换反应是一条绿色、直接、高产率、工业可行的GC合成路线.本文综述了近年来甘油酯交换合成GC催化剂的研究进展,期望为该领域新型催化剂的设计及制备工艺优化...     

CeO_2/C有序介孔材料催化甘油转化制碳酸甘油酯

采用溶剂挥发自组装法制备有序介孔CeO_2/C复合材料,利用X射线衍射仪、N_2吸附-脱附仪和透射电子显微镜对样品进行表征,考察催化甘油酯交换制备碳酸甘油脂的催化性能。结果表明,在甘油用2 mmol、碳酸二甲酯10 mmol、有序介孔CeO_2/C复合材料0.1 g、N,N-二甲基乙酰胺5 m L、反应温度140℃和反应时间3 h条件下,CeO_2/C中CeO_2质量分数为16.3%时,甘油转化率和碳酸甘油脂选择性最高,分别为76%和81.8%。     

非碱性条件下磷酸镍钴分子筛对甘油催化氧化反应研究

采用水热合成法制备了磷酸镍钴分子筛(Co-VSB-1),将焙烧后的样品作为催化剂,在非碱性条件下以H2O2作为氧化剂用于甘油的催化氧化反应,考察了反应时间、温度以及H2O2和甘油摩尔比对甘油催化活性和选择性的影响。结果表明:Co-VSB-1作为催化剂对甘油酸和甲酸具有较高的选择性,当n(H2O2)∶n(甘油)=2∶1,反应时间为4 h,反应温度为70℃时,甘油的转化率为8.2%,甘油酸、甲酸和乙醇酸的选择性分别为45.1%,49.9%和5.0%。同时,通过催化性能实验,发现Co-VSB-1骨架中的钴离子作为催化活性中心对甘油的氧化起到了催化作用。     

餐饮废油一步制备炭基固体酸及用于催化油酸合成生物柴油的研究

以餐饮废油为碳源,浓硫酸为磺化剂,在管式电阻炉中一步炭化和磺化制备得到一种新的炭基固体酸催化剂,并对制备的固体酸催化剂进行理化性能表征。将制备的固体酸催化剂用于催化油酸与甲醇酯化反应合成生物柴油。考查了废油炭化温度对固体催化剂活性的影响。结果表明,在餐饮废油/浓硫酸质量比为0.25、温度为220℃、N_2流量为80 cm~3/min、时间30 min时,制备的固体酸催化剂活性最高。此外,考查了酯化反应条件对油酸转化率的影响,结果表明,当反应时间为10 h、反应温度为80℃、甲醇油酸摩尔比为10∶1、催化剂质量为油酸质量的10.0%时,油酸最大转化率为95.8%。当催化剂循环利用第3次时,油酸转化率仍达到69.1%。