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.     

SO_4~(2-)/TiO_2-WO_3催化合成丁酮缩乙二醇

以固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-WO_3为催化剂,由丁酮和乙二醇反应合成了丁酮缩乙二醇。探讨了SO_4~(2-)/TiO_2-WO_3对缩酮反应的催化活性,研究了酮醇摩尔比、催化剂用量和反应时间诸因素对产物收率的影响。结果表明:SO_4~(2-)/TiO_2-WO_3是合成丁酮缩乙二醇的良好催化剂,在n(酮):n(醇)=1:1.5,催化剂用量为反应物料总质量的0.5％,以环己烷为带水剂,反应时间1.5 h的条件下,丁酮缩乙二醇的收率可达71.8％。     

固体超强酸SO42-/TiO2-ZrO2催化合成己二酸二丁酯

研究了SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2型催化剂的制备及其催化合成己二酸二丁酯反应。考察了催化剂焙烧温度、原料配比、反应时间及催化剂用量等因素对酯化反应的影响,较佳反应条件为:催化剂焙烧温度500℃,催化剂用量5%(以己二酸质量为基准),n(己二酸):n(正丁醇)=1:2．5,正丁醇为带水剂、在回流温度下反应4 h,酯化率可达99．35%。结果表明,SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2在产物颜色、出水率和催化剂回收等方面明显优于对甲苯磺酸、浓硫酸催化剂。     

合成尼泊金丁酯的催化剂研究进展

综述了结晶硫酸铁,浓硫酸(微波辐照),SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3,TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2,SO_4~(2-)/膨润土,磷钨、硅钨杂多酸等7种催化剂分别催化合成尼泊金丁酯的实验结果。结果表明,SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3和TiSiW_(12)O_(40)/TiO_2两种催化剂对合成尼泊金丁酯的酯收率较高,有实际应用价值。     

固体超强酸SO_4~(2-)/SnO_2-Al_2O_3催化合成富马酸单环己酯

以固体超强酸SO_4~(2-)/SnO_2-Al_2O_3为催化剂,马来酸酐和环己醇为原料,经酯化-异构化反应一步合成富马酸单环己酯。考察了催化剂制备条件及反应条件对富马酸单环己酯收率的影响,并采用GC-MS和FTIR技术对产物进行了表征分析。实验结果表明,适宜的SO_4~(2-)/SnO_2-Al_2O_3催化剂制备条件为:n(Sn)∶n(A1)=9.5∶1、浸渍液硫酸的浓度3.0 mol/L、焙烧温度550℃、焙烧时间3 h。由正交实验得到合成富马酸单环己酯的优化反应条件为:环己醇与马来酸酐的摩尔比2.0∶1、SO_4~(2-)/SnO_2-Al_2O_3催化剂用量0.6 g、反应温度125℃、反应时间4 h。在此条件下,富马酸单环己酯的收率可达76.61%。SO_4~(2-)/SnO_2-Al_2O_3催化剂具有较好的重复使用性能。     

合成己酸乙酯的催化剂研究进展

综述了固体超强酸SO_4~(2 )/TiO_2/La~(3 )、SO_4~(2-)/Fe_2O_3,固载杂多酸盐TiSiW_(12)O_4/TiO_2,磷钨杂多酸,水合硫酸铁,硫酸高铈,四异丙基钛等几种不同催化剂分别催化合成己酸乙酯的实验结果。结果表明:TisiW_(12)O_(40)/TiO_2和SO_4~(2-)/TiO_2/La~(3 )两种催化剂对合成己酸乙酯的酯收率较高,在工业上具有一定的实用价值。     

S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3的制备、表征及其催化合成富马酸二甲酯

采用浸渍-沉淀法制备出纳米固体超强酸催化剂S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3,通过正交实验得到最佳制备条件:Al_2O_3质量分数2.0%,-15℃陈化24 h,浸渍液(NH_4)_2 S_2O_8浓度0.8 mol/L,焙烧温度650℃,焙烧时间3 h。用XRD、TEM、BET、TG-DTG和化学分析手段分析了S_2O_8~(2-)/ZrO_2～Al_2O_3的晶化过程、比表面积、含硫量和热稳定性。结果表明,在焙烧温度为500～650℃时制备的催化剂属纳米材料(粒径<41 nm),有较大比表面积和较好的热稳定性;富马酸二甲酯的最佳合成条件为:n(甲醇):n(富马酸)=6.0:1.0,S_2O_8~(2-)/ZrO_2- Al_2O_3用量1.5%,带水剂苯用量10 mL,反应时间4.0 h,催化剂重复使用6次,酯化率大于90%。     

SO_4~(2-)/La_2O_3-TiO_2-HZSM-5催化合成癸二酸二丁酯

制备了 SO_4~(2-)/La_2O_3～TiO_2-HZSM-5超强酸催化剂,用于催化癸二酸和正丁醇的酯化反应,研究了制备条件对催化剂性能的影响。结果表明:La~(3+)浸渍浓度为0.07 mol/L,经110℃烘干后于500℃焙烧3 h 所得催化剂的活性较好。用正交实验法考察了酯化反应的影响因素,最佳实验条件为:正丁醇/癸二酸(物质的量比)=4:1,反应时间3 h,催化剂用量1.5%(质量分数),酯化率可达98.7%。该催化剂具有良好的重复使用和再生能力。     

SO_4~(2-)/TiO_2-WO_3催化1,4-丁二醇液相脱水环化合成四氢呋喃

以钛酸四丁酯为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作模板剂,通过水热法制备出TiO_2,并进一步制得SO_4~(2-)/TiO_2-WO_3固体超强酸,采用IR、XRD、BET对其进行了表征。以催化1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃为探针反应,通过正交实验确定了反应的最佳条件:反应温度180～190℃,反应时间45 min,w(催化剂)= 4.6%(相对1,4丁二醇质量),四氢呋喃的收率可达91.5%。催化剂重复使用3次,收率仍可达87.0%,同时对反应机理进行了探讨。     

Ru/TiO_2+ZSM-5复合催化剂上糠醛和乙醇高效转化制乙酰丙酸乙酯

采用沉积还原法制备了不同载体(MO_x=TiO_2、SiO_2、Al_2O_3、Mg O和ZrO_2)负载的Ru催化剂,采用水热法合成了不同硅铝物质的量比(n(Si)/n(Al)=23、66、96、160和∞)的氢型ZSM-5分子筛,组成Ru/MO_x+ZSM-5双功能催化剂,对其在生物质平台化学品糠醛(FAL)和乙醇(EA)转化制乙酰丙酸乙酯(ELE)反应中的催化性能进行了研究。结果表明,Ru/MO_x+ZSM-5双功能催化剂的性能与其还原性和酸性密切相关。中等粒径的Ru纳米颗粒高度分散在TiO_2载体上以及Ru和TiO_2之间存在的强相互作用使得Ru/TiO_2既具有较高的FAL转化率又能抑制ELE过度加氢反应。由Ru/TiO_2与酸密度高的低硅铝比ZSM-5(n(Si)/n(Al)=23)混合组成的Ru/TiO_2+ZSM-5(n(Si)/n(Al)=23)催化剂,对FAL和EA转化制ELE具有良好的催化性能,在180°C下反应16 h,FAL转化率达96.7%,ELE收率达76.7%。此外,该双功能Ru/TiO_2+ZSM-5(n(Si)/n(Al)=23)催化剂也表现出良好的稳定性,重复使用多次后活性无明显降低。     

改性氧化钙催化制备生物柴油性能研究

以溴乙烷为改性剂,采用化学键合法对氧化钙进行表面改性,并对改性氧化钙进行FT-IR、XRD、SEM、氮气物理吸附表征。以改性氧化钙为催化剂催化菜籽油 甲醇酯交换反应制备生物柴油。结果表明,改性氧化钙比表面积较改性前有所提高,表面形貌发生了较大改变,但改性过程对氧化钙的孔径分布、物相结构以及分散状态影响不明显。改性氧化钙具有良好的耐水性,在2%含水反应体系中,生物柴油产率仍能保持81%以上。采用0.1%溴乙烷甲醇溶液改性的氧化钙为催化剂,在催化剂用量5%、醇/油摩尔比15、反应温度65℃、反应时间3 h条件下,生物柴油产率可达95.97%,比相同条件下未改性氧化钙的反应时间缩短2 h。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。     

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。     

甲醇钙催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油的研究

本文研究了甲醇钙固体碱催化剂催化菜籽油和甲醇酯交换反应制备生物柴油,实验分析了甲醇钙的比表面积、总孔容、平均孔径、热稳定性和表面碱性，然后分析了甲醇钙固体碱催化酯交换反应制备生物柴油的反应机理，再通过改变实验条件研究了反应温度、催化剂用量和醇油体积比对生物柴油产率的影响。实验结果表明：甲醇钙热稳定性好，碱性强；当催化剂用量为菜籽油质量的2.0％，反应温度为60℃，醇油体积比为1：1时，反应2小时后生物柴油产率达到了96.8％。     

固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3-TiO_2催化合成癸二酸二乙酯的研究

研究了用固体超强酸SO2 -4/Fe2 O3 TiO2 为催化剂 ,由癸二酸和乙醇反应合成癸二酸二乙酯的最佳工艺条件。结果表明 ,当n(醇 )∶n(酸 ) =4 .0∶1,催化剂用量为酸质量的 5 % ,反应时间为 3.5h ,酯的产率可达96 %。该工艺产率高 ,反应时间短 ,无腐蚀无污染 ,催化剂可回收、活化、重复使用 10次。     

绿色生物质灰催化剂用于合成生物柴油

以雪松灰为原料,采用一次煅烧 水化 二次煅烧的方法制备了雪松灰催化剂(绿色生物质灰催化剂),借助电感耦合等离子体质谱仪、同步热分析仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和Hammett指示剂法等手段对雪松灰催化剂进行了表征,考察了其在酯交换反应合成生物柴油中的催化性能。结果表明,雪松灰催化剂的活性物种为CaO,碱强度为98<H <150;在一次煅烧温度800℃、煅烧时间2 h,二次煅烧温度500℃、煅烧时间2 h,催化剂质量分数7%,催化时间5 h,醇/油的摩尔比14∶1,催化温度65℃的最佳条件下,生物柴油收率达到9152%;雪松灰催化剂具有较好的重复利用性能,第4次使用时,生物柴油收率仍能达到8203%。     

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。     

负载固体酸催化豆油制备生物柴油的研究

以负载固体酸为催化剂,甲醇和大豆油为原料,合成了生物柴油。在单因素的基础上,应用Box-Behnken中心组合原理,对醇油量比,催化剂用量,反应时间三个因素进行了三水平的实验设计。通过响应面分析,确定最佳工艺为:醇油量比7∶1,m(催化剂)/m(豆油)为5.95%,反应时间3.75h。此条件下生物柴油产率为96.62%。多次使用后,催化剂仍表现出较好的催化活性。并利用XRD、FT-IR光谱表征了催化剂的物相和产品结构,用气相色谱-质谱联用法对产品进行了定性和定量分析。     

High operative heterogeneous catalyst in biodiesel production from waste cooking oil

Our work aims to produce a new catalyst that was a highly operative in the production of biodiesel from waste cooking oil WCO. A heterogeneous solid acid catalyst (RS-SO₃H) was prepared by fast pyrolysis of rice straw, then it was followed by a sulfonation process. It was formed by using concentrated sulfuric acid. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis confirmed that the chemical structure consists of sheets of amorphous carbon with hydroxyl and carbonyl (OH and COOH) groups as well as high density of SO₃H. The surface area of RS–SO₃H and the average pore size were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and surface area analyzer. The results of Thermogravimetric analysis (TGA) showed that RS–SO₃H has favorable thermal stability. Conventional energy sources were exhausted. So, we examined the catalyst activity on developing alternative energy resources, It became more imperative and environment friendly. WCO is attracting increased attention in the biodiesel production by transesterification process. The factors affecting the transesterification process include reaction time and temperature, catalyst concentration and methanol: oil molar ratio, were studied. The maximum mass yield of biodiesel extended to 90.37%. The content of fatty acid methyl ester (FAME) is around 97.71 wt%, conversion efficiency% of raw material reached 90.38 wt% and %free fatty acid (%FFA) conversion was 91.1% at optimum conditions: 10 wt% catalyst using methanol: oil molar ratio (20:1) at 70 °C for 6 h. The FAME content% was determined by gas chromatography (GC). The physicochemical properties of the biodiesel produced are close to the commercial diesel and the ASTM standards biodiesel D6751. The reusability of the used catalyst indicated that the catalyst was highly operative in production biodiesel. Where % conversion efficiency of raw oil under optimized conditions decreased from 90.37 to 88.56% after 8 cycles. The %FFA conversion was constant around 91.1% until 7 runs then it decreased.     

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。     

TiSiW12O40／TiO2催化合成氯乙酸异丙酯

首次以固载杂多酸盐ＴｉＳｉＷ１２Ｏ４０／ＴｉＯ２为多相催化剂,通过氯乙酸与异丙醇酯化反应合成了氯乙酸异丙酯。讨论了醇酸比、催化剂用量以及反应时间等因素对产率的影响。实验结果表明：ＴｉＳｉＷ１２Ｏ４０／ＴｉＯ２具有良好的催化活性。在醇酸物质的量比为１．３：１．０、催化剂用量为反应物料总量的１．５％、反应时间２．０ｈ、反应温度９０～１０８℃的条件下,氯乙酸异丙酯的产率可达７３．３％。