介孔碳基固体酸的制备及在生物柴油生产中的应用

以蔗糖为碳源、SiO_2为模板剂,采用碳化-磺化法制备介孔碳基固体酸催化剂,通过酸碱滴定、BET、XRD、FT-IR、SEM等方法对其进行表征,考察碳化温度、磺化温度对催化剂性能的影响,并将其用于大豆油与甲醇的酯交换反应,考察反应条件及原料中脂肪酸含量的影响。结果表明:制备催化剂的适宜条件为碳化温度400℃、磺化温度170℃;大豆油与甲醇酯交换反应的最佳条件为反应温度130℃、醇油摩尔比30、反应时间4h、催化剂用量(占大豆油质量的百分比)8%,生物柴油收率最高达95.94%;连续使用5次后,生物柴油收率仍达到85.46%,说明催化剂具有良好的稳定性;原料中的脂肪酸对催化剂性能有一定的负面影响,但当脂肪酸质量分数达到15%时,生物柴油收率依然可达90%以上。     

载体对Ni-W加氢催化剂活性相及芳烃饱和性能的影响

 采用浸渍法制备了FCC汽油叠合生产柴油催化剂，考察了活性金属Ni负载量、助催化剂、催化剂制备条件对催化剂性能的影响，以及催化剂的稳定性和再生性能。结果表明，在活性金属Ni质量分数为8%、助剂Sn质量分数为1.0%、浸渍时间6h、焙烧温度500℃、焙烧时间4.0h的条件下制备的叠合催化剂具有良好的催化性能、稳定性和再生性能。在反应温度210℃、压力2.5Mpa、体积空速1.0^-1的条件下，叠合柴油体积收率到50.1%，符合-35^#柴油质量标准。     

均相催化废餐饮油制备生物柴油工艺研究

考察了用浓H2SO4及NaOH催化废餐饮油和甲醇反应制备生物柴油的反应条件.结果表明,用NaOH作催化剂的2步酯交换法制备生物柴油时,预处理过程的最佳条件为:醇油质量比为0.4,催化剂H2SO4用量占原料油的质量分数为2.0%,反应时间为0.5 h,反应温度为65℃.主反应的最佳条件为:醇油质量比为0.25,催化剂用量为0.8%,反应温度为65℃,反应时间为1 h.在上述工艺条件下,产品生物柴油的收率可达95%,其各项性能实测值均达到欧洲生物柴油的标准要求.     

棕榈油酯交换合成生物柴油中NiO与La_2O_2CO_3的协同作用

采用共沉淀法制备了La_2O_2CO_3-NiO固体碱催化剂,用于甲醇与棕榈油酯交换反应合成生物柴油体系。采用XRD,SEM,EDS,CO_2-TPD,XPS等方法对催化剂的微观结构进行表征,并研究了催化剂的性能。实验结果表明,镧镍摩尔比为1∶1,于400℃焙烧5 h,制备的La_2O_2CO_3-NiO固体碱催化剂的催化效果最佳;在催化剂用量为4%(w)、醇油摩尔比为15∶1、反应温度为65℃、反应时间为3 h时,生物柴油的收率最大,可达94.59%;引入NiO后,改善了La_2O_2CO_3-NiO固体碱催化剂的分散性,提高了催化剂的强碱位碱量和活性; La_2O_2CO_3-NiO固体碱催化剂重复使用5次后,生物柴油的收率仍然能达到85.00%,说明La_2O_2CO_3-NiO固体碱催化剂具有较好的重复使用性。     

FCC汽油叠合生产柴油催化剂的制备及其催化性能

 采用浸渍法制备了FCC汽油叠合生产柴油催化剂，考察了活性金属Ni负载量、助催化剂、催化剂制备条件对催化剂性能的影响，以及催化剂的稳定性和再生性能。结果表明，在活性金属Ni质量分数为8%、助剂Sn质量分数为1.0%、浸渍时间6h、焙烧温度500℃、焙烧时间4.0h的条件下制备的叠合催化剂具有良好的催化性能、稳定性和再生性能。在反应温度210℃、压力2.5Mpa、体积空速1.0-1的条件下，叠合柴油体积收率到50.1%，符合-35#柴油质量标准。     

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。     

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。     

亚临界甲醇相Hβ分子筛催化制备生物柴油

研究了在亚临界甲醇相Hβ分子筛催化酯交换反应制备生物柴油的反应条件。结果表明,在n(甲醇): n(油脂)=12.5:1、催化剂用量为油脂质量的5%、反应温度300℃、反应时间2 h条件下,收率92.8%。为了在低醇油摩尔比时获得较高生物柴油收率,在第1次酯交换结束后,分出甘油,再加入甲醇继续进行第2次酯交换反应。在相同条件下,两次酯交换反应制备生物柴油的收率均高达98%。     

SO2-4/TiO2-V2O5催化废油脂制备生物柴油

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备SO2-4/TiO2-V2O5固体超强酸催化剂,并考察了其在废油脂制备生物柴油中的催化性能.运用XRD、比表面积、全硫测定、酸性测定等表征了催化剂.钒的引入延迟了基体氧化物的晶化,并使催化剂粒径减小,比表面积增大,有效抑制了催化剂中硫的流失,进而增强酸性中心.SO2-4/TiO2-V2O5催化剂试样对制备生物柴油有较高的催化活性,在催化剂用量为原料油质量的4%、n(乙醇):n(废油脂)=15:1、反应温度220 ℃、反应时间10 h的条件下,生物柴油收率可达79%以上.催化剂重复使用5次,生物柴油收率在75%以上.     

氢氧化钾/氧化钙催化三组分双酯交换耦合反应制备生物柴油

以CaO为载体,采用浸渍法制备了一系列CaO负载氢氧化物固体碱,考察负载型固体碱在催化甲醇-油脂-碳酸二甲酯三组分耦合反应体系制备生物柴油中的反应性能。实验结果发现KOH/CaO负载型固体碱表现出最佳反应性能。KOH负载量15%,煅烧温度600℃时制备得到的固体碱催化剂,在常压回流,生成油/酯/醇摩尔比为1∶1∶8,催化剂用量15%的条件下,反应3h,生物柴油收率可达96.4%,反应得到的未经处理的生物柴油中游离甘油的含量仅为0.0196%。采用TG、BET、CO_2-TPD及XRD等技术对KOH/CaO进行了表征,发现催化剂的高活性与KOH和CaO经高温焙烧产生新的晶相有关。     

季胺碱改性蒙脱土催化酯交换制备生物柴油

采用离子交换法,以4种不同碳链长度的季铵盐对钠基蒙脱土进行插层改性,并采用FT-IR、XRD对改性蒙脱土进行表征;考察了其在大豆油与甲醇酯交换合成生物柴油反应中的催化性能。结果表明,4种季胺盐改性蒙脱土催化剂中,四甲基溴化铵改性蒙脱土对大豆油与甲醇酯交换反应的催化活性最高。以此改性蒙脱土为催化剂,在催化剂质量分数（以大豆油质量计）1.5%、醇/油质量比12、反应温度65℃、反应时间5 h条件下,大豆油与甲醇酯交换反应生物柴油产率达到91.2%。该催化剂重复使用7次后活性并无明显下降,表明有机改性蒙脱土是一种潜在的制备生物柴油的有机-无机复合催化材料。     

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。     

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。     

在HY沸石上催化合成己二酸二异辛酯

用ＨＹ沸石催化剂合成了己二酸二异辛酯，用ＮＨ３－ＴＰＤ和ＩＲ法研究了ＨＹ沸石催化剂的表面酸性。结果表明，ＨＹ沸石用于己二酸二异辛酯的合成，具有很高的催化活性、选择性和重复使用性。当ＨＹ沸石的焙烧温度为５００℃、反应温度为１２２～１３０℃，ｎ（２－乙基己醇）∶ｎ（己二酸）＝２∶１和反应时间为４ｈ时，己二酸二异辛酯的产率可达９７．８９％。     

金属修饰的Mg-Al复合氧化物催化氨基甲酸甲酯和甲醇合成碳酸二甲酯

以共沉淀法制备了一系列金属改性的Mg Al类水滑石(HTlc),经500 ℃煅烧,获得各种金属修饰的Mg Al复合氧化物(CHT 03M 500,M=Mn、Ni、Zn、Y或La)催化剂,借助XRD、SEM、N2吸/脱附和CO2 TPD等手段对其物理化学性质进行表征,在釜式反应器中考察其催化氨基甲酸甲酯(MC)和甲醇合成碳酸二甲酯(DMC)的反应性能。以Y修饰的Mg Al复合氧化物为模板催化剂,考察了Y掺杂量和前驱体煅烧温度对催化性能的影响,并优化了反应条件。结果表明：CHT 03M 500样品表面碱性质与所掺杂金属的种类有关,催化剂活性与其表面碱性位的总数目成正比;在各种催化剂中,CHT 03Y 500具有最大的碱密度,因而其催化能力最高,在反应温度为200 ℃、反应时间为6 h、催化剂用量为05 g的条件下DMC收率最高可达583%;此外, CHT 03Y 500催化剂具有良好的重复使用性和催化稳定性。     

用于棉籽油制备生物柴油的固体酸催化剂研究

研制出适用于棉籽油与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油的固体酸催化剂。考察了催化剂活性组分比例、焙烧温度和焙烧时间等制备条件对催化剂活性的影响。研究结果表明,在n（Al）：n(Zr)：n（La）＝1：0.4：0.08、焙烧温度550℃、焙烧时间5h的条件下优化制备的S2O82-/Al2O3-ZrO2-La2O3固体酸催化剂,用于酯交换反应时具有良好的催化活性和稳定性,在反应温度150 ℃、醇油摩尔比12:1、固体酸催化剂用量为油质量的4％、反应时间6h的条件下产物中棉籽油甲酯含量达到95.8％,催化剂重复使用10次后甲酯含量仍维持在86％左右;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。     

粉煤灰复合固体酸催化合成己二酸二正辛酯

以粉煤灰为主要原料,经激活、复合、陈化、酸浸、干燥、焙烧等工艺制得FSZ-G固体酸催化剂,将其应用于催化合成己二酸二正辛酯取得了良好的效果。考察了焙烧温度、催化剂用量、反应物配比等对酯化反应的影响。实验结果表明。在催化剂的焙烧温度550℃、醇酸摩尔比为4/1、反应时间3.5 h、催化剂用量为反应物总质量的2.9％时,酯化率可达98.2％。催化剂具有原料成本低、活性高、活性下降慢、能在一定程度上再生等优点,且合成的产物易分离。     

固体碱KF/Al_2O_3的制备及其酯交换催化性能

采用浸渍法制备了KF/Al_2O_3固体碱催化剂,并应用在大豆油与甲醇的酯交换反应中,探索了催化剂制备条件和酯交换反应条件;采用SEM,XRD,TG-DTA等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,当KF负载量(基于Al_2O_3载体的质量)为40%时,在773 K下焙烧3 h,可制得催化活性较高KF/Al_2O_3催化剂。XRD与TG-DTA表征结果显示,KF/Al_2O_3催化剂的活性是因KF与Al_2O_3经高温焙烧产生了新的晶相K_3AlF_6。在n(甲醇):n(大豆油)=12:1、催化剂用量(基于大豆油的质量)为3%、回流状态下反应3 h,生物柴油的收率可达83.7%。