固体碱催化剂Na_(2)SiO_(3)/MgO催化大豆油合成生物柴油的研究

以MgO为载体,采用等体积浸渍法制备固体碱催化剂Na_(2)SiO_(3)/MgO。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分别对催化剂和产物进行表征。通过单因素试验和正交试验优化了大豆油制备生物柴油的工艺条件。结果表明:当Na_(2)SiO_(3)/MgO中的Na_(2)SiO_(3)负载量为20%(以MgO质量计)、醇油摩尔比为10∶1、催化剂用量4%(以大豆油质量计)、反应温度55℃、反应时间3h时,生物柴油的产率可以达到98.77%。XRD表征结果表明,当Na_(2)SiO_(3)的负载量为20%时,Na_(2)SiO_(3)以单层分散的形式附着在载体MgO表面,且没有形成新的晶体。FT-IR表征结果表明,所合成产物分子的官能团结构与目的产物相符。

酯交换制生物柴油的CaO固体碱催化剂

用不同的前驱物合成了三种CaO催化剂,并以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、程序升温脱附(TPD)等方法加以表征.这些CaO被用作大豆油(SBO)经酯交换制取脂肪酸甲酯(FAME),即生物柴油的催化剂,由方解石制备的氧化钙(Cal(N))表现了最好的SBO酯交换活性.检测发现CaO的酯交换活性与它们的碱性强度密切相关,当暴露于CO2气氛下,显著降低了CaO的酯交换催化活性(Raman光谱测试显示当置CaO于常温空气中,其表面形成的CaCO3和Ca(OH)2将阻止CaO继续参与SBO的酯交换反应).CO2的毒化颇受制于CaO前驱体种类,Cal(N)比来自文石的CaO(即Ara(N))有更好的抗CO2毒化能力;这些受损的CaO催化活性可部分复原.提出了CaO催化剂受CO2毒化及其再生的机理,同时讨论了SBO酯交换活性相到底是CaO固体表面,拟或溶解了的CaO的问题.

用于液化气脱硫醇过程的MgO/Al_2O_3固体碱催化剂的研究

讨论了Mg与Al摩尔比、磺化酞菁钴(CoPcS)负载量对MgO/Al2O3-CoPcS脱硫醇催化剂催化活性的影响;探讨了催化剂在液化气(LPG)脱硫醇过程中的失活机理;并将MgO/Al2O3-CoPcS催化剂应用于工厂LPG侧线脱硫醇试验。结果表明具有较高的Mg与Al摩尔比的MgO/Al2O3-CoPcS催化剂具有较高的表面碱量,在硫醇催化氧化反应中表现出相对高的催化活性;活性组分CoPcS负载量的增加有助于硫醇氧化反应速度的提高,但当负载量过大时,催化剂活性下降;在LPG脱硫醇过程中,催化剂失活的主要原因是毒物(如酸性杂质硫化氢、重组分物质等)使得催化剂表面的碱中心中毒,此外重组分物质堵塞催化剂孔口,使得内表面利用率下降也是导致催化剂失活的原因;在工厂LPG侧线脱硫醇试验中,MgO/Al2O3-CoPcS催化剂显示出高的初活性和较好的稳定性,催化剂累计运行时间可达2000h以上。

磁性固体碱催化剂Fe_3O_4/CaO的制备及催化降解PET的性能研究

以四氧化三铁(Fe_3O_4)为磁性载体,负载碱土金属氧化物CaO制得磁性固体碱催化剂CaO/Fe_3O_4。将其用于催化降解废弃聚对苯二甲酸乙二酯(PET),通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、氢核磁谱(1 H-NMR)等对降解产物进行表征。结果表明:废弃PET降解产物为对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)单体,BHET回收率最高可以达到83.74%;催化剂重复使用6次,催化活性变化不大。

钙基固体碱催化剂用于花生油酯交换制备生物柴油

将钙基固体碱催化剂CaO和CaO／MgO用于催化花生油与甲醇酯交换制备生物柴油，考察了催化剂的制备条件，优化了CaO和CaO／MgO催化花生油酯交换反应工艺。研究表明，利用廉价碳酸钙作为原料，在800～900℃下N2气氛中煅烧制备的CaO具有比较好的催化活性；而CaOJMgO催化剂比较适宜的制备条件是用22．6％的Ca（Ac）2溶液浸渍MgO载体1次，在600℃下煅烧。CaO／MgO在空气中存放易失去活性，需在800—900℃下N：气氛活化。CaO和CaO／MgO催化剂均可使花生油与甲醇的酯交换反应在醇油摩尔比12：1、催化剂用量2％、反应温度65℃、反应时间2h的条件下获得80％以上的酯交换转化率。与CaO相比，CaO／MgO催化剂具有较高的抗水性和抗酸性，以及较好的重复使用性。

用于生物柴油生产的固体碱催化剂CaO的低温活化

分别研究了甲醇、甘油和水三种不同的活化剂对固体碱催化剂CaO在制备生物柴油中的活化作用,考察了活化时间对CaO活性的影响以及三种活化方式在空气中的耐失活能力,同时也探讨了三种活化方式的活化机理。结果发现:甲醇的活化效果不是很好,而甘油和水则对CaO有较好的活化效果,并且用水活化时不需要预先活化就有较高的活化作用;甘油活化后的CaO在空气中放置15d活性没有明显降低。无论是用甲醇、甘油还是用水来活化,它们对CaO活性的提高除了对酯交换反应体系的加速作用外,甲醇和水还有对CaO表面的去碳酸化作用,同时甘油还有去羟基化和去碳酸化作用。

CaO-ZnO固体碱催化剂的制备及其催化大豆油酯交换反应的性能

采用溶胶凝胶法制备了CaO-ZnO固体碱催化剂,并将其用于大豆油与甲醇的酯交换反应,利用SEM,TG,XRD等手段对催化剂及其前体进行表征,考察了Ca/Zn摩尔比、焙烧温度、焙烧时间等对催化剂性能的影响,优化了大豆油与甲醇酯交换反应的条件。表征结果显示,催化剂中大孔隙的存在有利于油脂分子顺利进入孔道而使催化剂的表面活性位得以有效利用。实验结果表明,催化剂适宜的制备条件为:Ca/Zn摩尔比1.0、焙烧温度750℃、焙烧时间4 h;在醇油摩尔比30、催化剂与大豆油质量比为0.06,70℃,90 min条件下,制备的催化剂催化大豆油和甲醇酯交换反应的甘油收率达90%以上;催化剂重复使用5次后,催化效果未见下降,催化剂具有优异的稳定性。

Fe-Ca磁性固体碱催化剂上菜籽油酯交换反应

采用原位沉淀法合成了双功能磁性固体碱催化剂CaO.γ-Fe2O3,用于催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油。利用XRD、BET、TG-DTA、SEM和VSM对催化剂进行了表征,用ICP-AES对产物脂肪酸甲酯(FAME)中Ca、Fe残留量进行了测定。结果表明,Fe和Ca两种组分间有较好复合,催化剂显示出较好的磁学性能,饱和磁化率达到45.7 emu/g,明显高于文献报道的磁性碱催化剂。在温和的反应条件(常压、64℃、催化剂加入量为油重的2.5%、醇油摩尔比15、转速750 r/min)下,反应2 h,重复使用前三次酯交换反应转化率都维持在95%左右。

生物柴油制备中固体碱催化剂的研究进展

主要综述了几种负载型催化剂和非负载型催化剂,如分子筛固体碱催化剂、阴离子交换树脂催化剂、碱金属固体催化剂、CaO有关的固体碱催化剂及Al2O3作为载体的固体碱催化剂,分别对它们进行了总结并提出展望,其中可持续发展的绿色催化剂将成为今后的研究热点。

亚临界甲醇中固体碱CaO催化大豆油酯交换制备生物柴油

分析了亚临界甲醇相中固体碱CaO催化大豆油酯交换反应合成生物柴油的反应机理。深入研究了反应温度、醇油摩尔比、催化剂用量及反应时间对生物柴油合成的影响。结果表明在140℃、醇油摩尔比12∶1、催化剂用量1.2%和反应时间30min的条件下,催化大豆油酯交换反应产物中脂肪酸甲酯含量可达90%。

CaO/(Mg-Fe-O)固体碱的制备及其酯交换催化活性研究

采用共沉淀、浸渍及高温焙烧的方法制备了Ca O/(Mg-Fe-O)固体碱催化剂,以蓖麻油转化率为催化剂活性评价指标,采用正交实验考察了制备条件对催化剂酯交换催化活性的影响。得到的优化条件为:Mg/Fe摩尔比3∶1,Ca(Ac)2浸渍液质量分数15%,浸渍时间12 h,焙烧温度800℃,焙烧时间2 h。以优化条件下制备的Ca O/(Mg-Fe-O)固体碱为催化剂,用于蓖麻油和甲醇酯交换反应,蓖麻油转化率可达94.74%。采用TG-DTA、FTIR、BET及XRD技术对催化剂及其前驱体进行了表征。结果表明:当温度超过750℃时,Ca(Ac)2/(Mg-Fe水滑石)几乎不再失重;Ca O/(Mg-Fe-O)固体碱和Ca(Ac)2/(Mg-Fe水滑石)相比,其—OH和CO2-3的红外吸收峰显著下降;负载于Ca O/(Mg-Fe-O)固体碱催化剂介孔中的Ca O起主要催化作用;Ca O/(Mg-Fe-O)固体碱中的Ca O以无定形或微晶的形式高度分散于Mg Fe2O4及Mg O表面。

固体碱MgO/ZrO_2催化大豆油制备生物柴油

采用共沉淀法制备固体碱催化剂MgO/ZrO2,并以此催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油。考察MgO含量和催化剂焙烧温度对催化剂活性的影响,以及优化酯交换反应的工艺条件,结果表明:在MgO质量分数为15%、焙烧温度700℃、反应时间3 h、反应温度60℃,醇油物质的量比12∶1和催化剂用量为大豆油质量的3%的条件下,生物柴油的产率可以达到82%以上。该催化剂对酯交换反应具有较高的催化活性和较好的稳定性。

MgO/ZrO2固体碱的制备及催化性能研究

以共沉淀法制备Mg O/ZrO_2固体碱催化剂。用催化水解HCFC-22(CHCl F2)的转化率95%为评价标准,从镁锆比、焙烧温度、焙烧时间,优化了催化剂的制备条件。结果表明,催化剂的最佳制备条件为:镁锆摩尔比0.3,焙烧温度700℃,焙烧时间4 h。对催化剂进行了XRD、SEM、EDS表征,结果表明,该方法合成的催化剂为纯Mg O/ZrO_2固溶体,颗粒呈棉花状,表面积比常规的固体碱大,稳定性较好,是催化水解HCFC-22良好的催化剂。

CaO/ZrO2固体碱催化水解CFC-12的研究

采用沉淀过饱和浸渍法制备CaO/ZrO2固体碱催化剂,通过XRD、SEM、EDS、N2吸附-脱附、FT-IR和CO2-TPD表征手段对催化剂进行表征,同时研究了催化剂焙烧温度、催化水解温度、水蒸气浓度与总流量对CFC-12转化率的影响.结果表明,在焙烧温度为500℃、催化水解温度为400℃、水蒸气浓度为25%、总流量为5mL/min时CFC-12的转化率最高,达到95.80%,主要产物为HCl、HF和CO2,副产物为CFC-13.表征结果表明其为典型的介孔材料,并且纯度较高,经过焙烧后CaO和ZrO2形成了固溶体,500℃焙烧的催化剂具有较高的比表面积和孔容,焙烧温度过高催化剂会烧结成块,孔结构遭到破坏.CO2-TPD表征结果表明催化剂的活性中心为碱,并且高的焙烧温度会降低其碱性.