大豆油制备生物柴油K2CO3/SiO2固体碱催化剂性能研究

采用浸渍法制备了K₂CO₃/SiO₂固体碱催化剂，运用X射线粉末衍射仪对催化剂进行了分析表征。探究了反应时间、K₂CO₃负载量、醇油物质的量比、焙烧温度、催化剂用量和焙烧时间6个因素对生物柴油产率的影响。探究结果显示，在大豆油制取生物柴油时，最优的条件是：K₂CO₃负载量70%、焙烧温度600℃、焙烧时间4 h、反应时间是4 h、催化剂用量3%、醇油物质的量比9∶1。此时产物的产率是94.7%。     

Na_2CO_3/MCM-41型固体碱催化制备生物柴油

以MCM-41为载体负载Na2CO3制备Na2CO3/MCM-41型酯交换催化剂,用于催化大豆油制备生物柴油。并研究了催化剂用量、反应物的摩尔比、反应温度和反应时间等因素对该反应的影响。结果表明,最佳反应条件是n(甲醇)∶n(大豆油)=16∶1,催化剂用量为大豆油质量的3%,反应温度为60℃,反应时间为3 h条件下,酯交换转化率可达35%以上。     

固体碱催化大豆油制备生物柴油

以Na2Si O3·9H2O为原料制备固体碱催化剂,大豆油和甲醇酯交换反应为模型,优化固体碱焙烧条件。再以最优条件制备的Na2Si O3·9H2O固体碱催化剂优化大豆油和甲醇酯交换工艺。结果表明:硅酸钠固体碱最佳制备条件为煅烧温度400℃、煅烧时间1 h。大豆油和甲醇酯交换反应优化工艺为:反应温度65℃、醇油摩尔比6∶1、反应时间2 h。     

用于生物柴油制备的KF/Al2O3固体碱催化剂的研究

采用浸渍法制备了KF/Al₂O₃固体碱催化剂，并将其应用于大豆油与甲醇酯交换制备生物柴油的反应。通过酯交换反应的转化率对催化剂制备工艺进行了优化，得出最佳制备条件：KF理论负载质量分数为Al₂O₃的45%，浸渍时间6 h，焙烧温度500 ℃，优化条件下制备的催化剂在大豆油与甲醇物质的量比为12∶1、催化剂用量为油质量的2%、反应时间3 h和反应温度(60～65) ℃条件下,酯交换转化率可达97.15%。     

KOH/ZrO2催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法制备了二氧化锆负载氢氧化钾固体碱催化剂KOH/ZrO2,在空气中焙烧4 h后,用于大豆油与甲醇的酯交换反应,考察了KOH/ZrO2固体碱催化剂的焙烧温度、醇油摩尔比、催化剂质量分数和反应时间等因素对产品收率的影响。结果表明,催化剂焙烧温度为500℃,KOH负载量为20%,醇油摩尔比为6∶1,催化剂用量为5%,反应时间为3 h时,大豆油酯交换反应转换率为97.73%。     

ZnO固体碱催化剂的可控制备及其酯交换催化性能

采用共同沉淀法制备ZnO固体碱催化剂,考察了原料配比、煅烧温度、煅烧时间对催化剂活性的影响,并通过SEM、XRD、BET等分析手段对催化剂进行表征;将该催化剂用于催化大豆油与无水甲醇的酯交换反应,考察了醇油物质的量比、催化剂用量、反应时间、反应温度等对生物柴油产率的影响。结果表明:当原料配比c(Zn(CH_3COO)_2)∶c(NaOH)为2∶1、煅烧温度为350℃、煅烧时间为2 h时,ZnO固体碱催化剂的催化活性最高;当醇油物质的量比为9∶1、ZnO固体碱催化剂用量为大豆油质量的4%、反应时间为2 h、反应温度为65℃时,生物柴油产率达到93.4%。制备的ZnO固体碱催化剂稳定性较好,重复使用5次后,生物柴油的产率依然可以达到75.6%。     

CaO/La2O3固体碱催化剂制备及其催化大豆油酯交换反应性能

采用共沉淀法制备了氧化钙/三氧化二镧（CaO/La2O3）固体碱催化剂,并将其应用于大豆油与甲醇进行的酯交换反应。XRD表征结果表明,活性组分在三氧化二镧上高度分散,且钙与镧之间有较强的协同作用。催化剂适宜的制备条件：钙与镧物质的量比为2∶1,焙烧温度为750 ℃,焙烧时间为3 h。在醇与油物质的量比为13∶1、催化剂质量占大豆油质量的4%、反应时间为4 h条件下,制备的氧化钙/三氧化二镧固体碱催化剂催化大豆油和甲醇进行的酯交换反应制备生物柴油的产率达到90%以上。     

分子筛型固体碱催化剂用于酯交换反应制备生物柴油

采用等体积浸渍法制备了NaOH/NaX固体碱催化剂,用于催化大豆油与甲醇酯交换反应制备甲酯生物柴油。考察了NaOH负载量、焙烧温度、反应时间、反应温度、催化剂用量和醇油摩尔比对转化率的影响。结果表明,在NaOH负载量25%,焙烧温度500℃,反应时间4 h,反应温度65℃,催化剂用量3%和醇油摩尔比12条件下,转化率达95.3%。     

正交实验法优选K_2O/CaO-SBA-15催化生产生物柴油工艺条件

以介孔分子筛SBA-15为载体,通过浸渍法制备固体碱催化剂K2O-SBA-15、CaO-SBA-15和K2O/CaO-SBA-15,并对其进行XRD表征。将制备的催化剂用于催化大豆油和无水甲醇制备生物柴油。按四因素三水平的正交实验设计方案进行实验,表明各因素影响程度依次为:反应时间反应温度油醇物质的量比催化剂用量。最佳反应条件:在温度为60℃时加入n(原料油)∶n(甲醇)=12∶1的反应物,加入m(催化剂)∶m(原料油)=3%的催化剂,反应3h,产率达86.97%。     

负载型固体碱催化合成甲酯生物柴油的研究

采用浸渍法制备了Na2CO3/高岭土负载型固体碱催化剂,用于催化大豆油与甲醇酯交换反应制备甲酯生物柴油。考察了反应时间、催化剂用量、反应温度和醇油摩尔比对酯交换反应转化率的影响,并通过单因素试验确定了最优工艺条件。结果表明:反应时间4 h、反应温度60℃、催化剂用量3%和醇油摩尔比12∶1条件下,酯交换反应转化率达到90.5%。     

KOH/ZrO2催化制备生物柴油新工艺

采用浸渍法,将KOH负载在新型载体氧化锆上,通过高温煅烧得到了固体碱催化剂。探讨了制备条件对催化剂催化酯交换反应活性的影响,获得了催化剂的最佳制备条件,以大豆油和甲醇为原料研究并优化了催化酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。结果表明,固体碱催化剂KOH/ZrO₂的最佳制备条件为：KOH负载量20%,煅烧温度600℃,煅烧时间2 h。固体碱催化剂催化酯交换反应的最优反应条件为：醇油比9：1,反应温度75℃,反应时间3 h,催化剂用量4.0%。各因素对产率影响的大小为：醇油摩尔比 > 反应温度 > 反应时间 > 催化剂用量。     

Fe-Ce/SiO2固体碱催化剂用于制备碳酸二甲酯

采用化学还原法制备亚价负载铁催化剂，通过空气氧化为Fe³⁺碱性活性中心。考察了该催化剂在碳酸丙烯酯与甲醇酯交换制备碳酸二甲酯反应中的活性和选择性。采用N₂吸附-脱附、TEM、XRD、XPS和CO₂-TPD等对所制备的催化剂进行了表征。结果表明：催化剂的表面结构与碱性是影响其活性的重要因素。相对于Fe或Ce单金属催化剂，Fe-Ce/SiO₂催化剂的碱量大幅度提升，且Fe与Ce通过相互作用形成了稳定的非晶态结构。在醇酯比为15∶1、反应温度为140℃、催化剂用量为反应物总质量的0.5%、 Ce/Fe原子比为2∶1的反应条件下，碳酸丙烯酯转化率为88%，碳酸二甲酯的选择性为92%。催化剂在循环使用10次之后，其活性保持不变。     

非均相固体碱催化剂(CaO体系)用于生物柴油的制备

为解决生物柴油酯交换过程中的产物与催化剂分离问题,制备了负载型固体碱催化剂（CaO/SiO₂、CaO/Al₂O₃和CaO/MgO体系）,考察该系列催化剂在生物柴油制备中的不同反应特点,对制备的催化剂进行XRD表征,研究了反应条件对反应的影响。结果表明,CaO可以很好地分散在催化剂载体上,该体系催化剂是制备生物柴油的良好非均相催化剂。催化剂的最佳制备条件为：焙烧温度700 ℃,催化剂质量分数为原料油的1%,m（醇）∶m（油）＝18∶1,反应温度60～65 ℃,反应时间10 h。     

离子液体催化大豆油制备生物柴油

制备了对水稳定性好、带—SO₃H官能团的咪唑丙烷磺酸硫酸氢盐离子液体，并以其作为催化剂进行了大豆油酯交换反应制备生物柴油的研究。考察了离子液体的用量、醇与油物质的量比、反应温度和反应时间对酯交换反应的影响及离子液体的稳定性。实验结果表明，在n(甲醇)∶n(大豆油) =12∶1、反应温度120 ℃、反应时间8 h和催化剂用量为原料油质量的4.0%条件下,产物中脂肪酸甲酯收率可达96.5%,且离子液体的稳定性好,可循环使用。     

Na2SiO3/ZrO2固体碱催化大豆油制备生物柴油的研究

采用浸渍法制备了固体碱催化剂硅酸钠/二氧化锆（Na₂SiO₃/ZrO₂）,并用其催化大豆油制备生物柴油。考察了催化剂焙烧温度、催化剂焙烧时间、硅与锆物质的量比、醇油物质的量比和催化剂用量等因素对生物柴油产率的影响。X射线衍射（XRD）表征结果显示,引入硅酸钠可调变催化剂中二氧化锆的晶相组成。对催化剂的性能测试表明,当催化剂焙烧温度为600 ℃、催化剂焙烧时间为3 h、硅与锆物质的量比为4、醇油物质的量比为7、催化剂用量（催化剂占大豆油的质量）为3%时,生物柴油的产率最高为92.5%。     

微波助离子液体中锌掺杂纳米TiO2的制备及微波强化光催化氧化活性

在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（［Bmim］PF₆）离子液体介质中,采用溶胶-凝胶法和微波干燥法制备Zn掺杂的纳米TiO₂光催化剂TiO₂-Zn。室温条件下,以甲基橙为模拟污染物,在微波超声波组合催化合成仪中,分别利用微波辐射（MW）、紫外光照（UV）和微波辐射联合紫外光照（MW-UV）降解方式,考察离子液体用量、Zn掺杂量、微波干燥功率、微波干燥时间、焙烧温度和焙烧时间等因素对TiO₂-Zn光催化活性的影响。结果表明,在离子液体用量为5.6 mL、n(Zn)∶n(Ti)=0.012 5∶1、微波干燥功率210 W、微波干燥时间17.5 min、焙烧温度600 ℃和焙烧时间2 h条件下,制得的TiO_2-Zn光催化剂具有较高的光催化活性。TiO₂-Zn光催化剂在3种降解方式中对甲基橙的降解效果为：MW-UV＞UV＞MW,表明微波辐射-紫外光照具有较好的协同作用效果。