制备生物柴油的钙基固体碱催化剂研究

发布时间：2020-07-15 03:30

【摘要】：本文分别采用共沉淀法和溶胶凝胶法制备了CaO-ZnO固体碱催化剂,以大豆油和甲醇为反应原料评价了催化剂的催化性能,较系统地考察了CaO-ZnO固体碱催化剂的制备条件对催化剂性质和催化性能的影响;考察了醇油摩尔比、催化剂用量等反应条件对酯交换反应的影响;初步研究了催化剂的改性、活化及再生等。共沉淀法制备CaO-ZnO固体碱催化剂的研究结果表明,催化剂的适宜制备条件为:NaOH/Na_2CO_3摩尔比0.75:1,Ca/Zn摩尔比1:1,焙烧温度850℃,焙烧时间5 h。以柠檬酸为络合剂,溶胶凝胶法制备CaO-ZnO固体碱催化剂的适宜条件为:水的相对添加量为320 mL?mol~(-1),氨水相对添加量为5 mL?mol~(-1),Ca/Zn摩尔比1:1,焙烧温度750℃,焙烧时间4 h。在上述条件下制备的CaO-ZnO固体碱催化剂具有较高的催化性能。两种方法制备的催化剂的比表面积均较小,相对来说,以溶胶凝胶法制备的催化剂具有较大的比表面积,有利于大分子植物油与催化剂的充分接触。催化剂的活性评价和SEM、BET、CO_2-TPD等表征结果表明,对于大豆油和甲醇酯交换反应,碱量与催化剂的催化性能之间没有较为明显的规律;催化剂中大孔的存在有利于植物油分子进入孔道而使催化剂的表面活性位得以有效利用。反应条件对大豆油和甲醇酯交换反应影响的实验结果表明,适宜的反应条件为醇油摩尔比30:1、催化剂用量为大豆油质量的6%、反应温度70℃、反应时间90 min;在此条件下,在两个方法所制备的催化剂上的甘油收率均高于90%;与共沉淀法制备的催化剂相比,溶胶凝胶法制备的催化剂具有相对较高的催化活性;所制备的催化剂重复使用五次后,其催化效果均没有明显下降,即所得催化剂具有较优异的稳定性。催化剂的改性研究结果表明,采用10 wt%甘油-甲醇混合溶液对催化剂进行活化处理可有效地缩短反应诱导期;与新鲜催化剂相比,高温再生催化剂的催化性能未见明显下降。在反应温度65℃、醇油摩尔比42:1、空速3 h~(-1)的连续反应条件下,甘油收率达90%以上。
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ426;TE667
【图文】：

图 4.6 Cat.c1(A)、Cat.c2(B)、Cat.c3(C)、Cat.c4(D)的 SEM 图Fig 4.6 SEM images of Cat.c1(A)、Cat.c2(B)、Cat.c3(C)、Cat.c4(D)4.2.3 催化剂前躯体的 TG-DTG 表征200 400 600 800 100030405060708090100110Temperature/℃eight/%W0.00.10.20.30.40.5eDiv.rWeghti%(/℃)图 4.7 前躯体的 TG-DTG 曲线

【参考文献】

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2 李扬;曾静;杜伟;刘德华;;我国生物柴油产业的回顾与展望[J];生物工程学报;2015年06期

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4 李舒艳;张剑;韩启龙;;固体碱催化合成生物柴油研究进展[J];应用化工;2015年05期

5 应好;何桂金;张丽锋;雷群芳;郭永胜;方文军;;生物柴油催化合成的研究进展[J];石油学报(石油加工);2015年02期

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7 高晓龙;谭传波;郝泽金;;无溶剂体系生物酶催化废油制备生物柴油的工艺优化[J];粮油食品科技;2015年02期

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9 王琳琳;陈建云;侯文彪;陈远萍;陈少芳;陈小鹏;;超临界甲醇与黑松香制备生物柴油的反应研究[J];太阳能学报;2015年01期

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3 王姗姗;改性CaO催化无甘油法制备生物柴油[D];西安石油大学;2015年

4 姜雯;镧基固体碱催化剂的制备及催化酯交换反应的研究[D];黑龙江大学;2014年

5 范凤兰;新型固体碱催化剂在生物柴油合成中的应用[D];齐齐哈尔大学;2013年

6 李亚娥;非负载型固体碱催化剂制备生物柴油的研究[D];西北大学;2010年

本文编号：2755916