生物炭基固体酸催化剂制备及其催化油酸酯化性能的研究

以去除半纤维素的玉米芯为原料，通过高温炭化、浓硫酸磺化制备了生物炭基固体酸催化剂，用于油酸酯化制备生物柴油，并对催化剂进行了表征。考察了炭化温度、炭化时间、磺化温度、磺化时间等制备条件对催化剂的影响，探究了反应温度、反应时间、醇油摩尔比、催化剂质量分数对油酸酯化反应的影响。结果表明，适宜的催化剂制备条件为300 ℃炭化3 h、25 ℃磺化4 h，在此条件下制备的生物炭基固体酸酸量为1.67 mmol/L；适宜的反应条件为反应温度65 ℃，反应时间5 h，甲醇与油酸的摩尔比12：1，催化剂质量分数4%，在此条件下，油酸转化率为98%。催化剂在使用4次后，催化剂活性下降至63%，经过重新磺化，油酸转化率可恢复至94%。     

马铃薯粉炭基固体酸催化制备生物柴油研究

将马铃薯粉作为炭化材料,再用浓硫酸进行磺化,制备了高活性高稳定性的炭基固体酸催化剂,采用SEM、BET、FT-IR和XRD对其进行表征,并应用于催化油酸与甲醇的酯化反应中。结果表明:该催化剂为随机排列的芳香族碳片组成的无定型碳结构,呈现块状、疏松、边缘粗糙的形貌;结构中含有多环芳烃,且磺酸基已成功负载;催化剂孔结构主要以介孔为主,能为反应物和活性位点的接触提供通道。当酯化温度为65℃、酯化时间为2. 5 h、醇油摩尔比为10∶1、催化剂用量(占油酸的质量)为5%时,油酸转化率达到95. 68%。再生后的催化剂在重复利用5次后,油酸转化率仍可达89. 56%。     

微波辅助绿豆碳基固体酸催化剂活性研究

为了考察微波辐射对自制固体酸催化剂催化活性的影响,作者以绿豆为原料,采用碳化-磺化法制备了一种新型碳基固体酸催化剂,于实验室自制微波反应器中催化油酸和甲醇的酯化反应。对油酸甲酯化反应过程中的微波功率、反应温度、反应时间、催化剂用量、醇油摩尔比等条件进行了单因素分析,并对醇油摩尔比、反应时间、催化剂用量对油酸甲酯化的转化率的影响进行了正交优化,得到最佳工艺为:微波功率400 W、反应温度65℃、醇油摩尔比11∶1、反应时间30 min、催化剂用量为5%,在此工艺条件下油酸甲酯化的转化率为93.97%。     

一步炭化磺化法制备煤基固体酸催化剂及其表征北大核心CSCD

以胜利褐煤为原料,通过浓硫酸一步炭化磺化法制备煤基固体酸催化剂,以油酸和甲醇的酯化反应评价催化剂的催化活性。采用单因素实验考察了固液比、磺化温度、磺化时间对催化活性的影响。采用红外光谱、元素分析、BET、SEM、XRD、热重分析等对煤基固体酸催化剂进行表征。结果表明,当磺化温度为110℃、磺化时间为90 min、固液比为1∶17时,煤基固体酸催化剂具有最优的催化活性,其催化油酸和甲醇的酯化反应的酯化率达到93.50%。煤基固体酸催化剂为具有较低石墨化程度的无定形碳结构,磺酸基已成功键合到了碳基载体上,同时具有丰富的含氧官能团,其表面呈现密集孔结构,且以介孔为主。煤基固体酸催化剂在低于140℃时具有较好的热稳定性,重复使用5次后,催化酯化率为57.21%。     

改性蒙脱土催化油酸甲酯化的研究

采用浸渍法制备了改性对甲苯磺酸-蒙脱土固体酸催化剂,并将其应用于油酸与甲醇酯化制备油酸甲酯的反应体系中。通过对改性固体酸催化剂进行粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等表征技术发现,制备得到的改性固体酸为分散的小块片状结构,比表面积得到增加。此外,考察了催化剂用量、油酸与甲醇物质的量之比、反应温度及时间等因素对油酸转化率的影响。数据显示:在催化剂用量0.25 g、油酸与甲醇物质的量之比1∶10、反应温度70℃、反应时间3 h的条件下,油酸转化率为65.6%,且该催化剂适用于其它一些游离脂肪酸酯化及非粮油料预酯化反应。     

二氧化硅-硫酸氢钾固体酸催化制备生物柴油

采用溶胶-凝胶法制备KHSO4.SiO2固体酸催化剂,将其应用于催化油酸与甲醇制备生物柴油的酯化反应中,考察了催化剂焙烧温度、KHSO4负载量、甲醇与油酸物质的量比、催化剂用量、反应时间及催化剂使用次数对生物柴油转化率的影响。结果表明,固体酸催化剂KHSO4.SiO2在油酸与甲醇的酯化反应中具有很高的催化活性,最佳反应条件:催化剂焙烧温度为200℃,KHSO4负载量为20%,甲醇与油酸物质的量比为12∶1,催化剂用量占油酸质量的10%,反应时间5 h,生物柴油转化率可达95.58%。固体酸催化剂KHSO4.SiO2可重复使用4次,催化活性良好。     

FeCl_3改性蒙脱土催化合成油酸甲酯的研究

用氯化铁改性蒙脱土制备了改性催化剂FeCl_3–蒙脱土,并以此为催化剂催化油酸与甲醇酯化合成油酸甲酯。通过XRD、FT–IR等方法对催化剂进行了表征。考察了催化剂用量、油醇摩尔比、反应温度、反应时间等因素对转化率的影响。研究结果表明:在催化剂用量5 wt%、油醇摩尔比1∶10、反应温度70℃的条件下反应3 h,油酸转化率为71.5%,且该催化剂适用于各种游离脂肪酸酯化反应及高酸值油脂酯化降酸反应。     

SO2-4/水淬渣固体酸催化脂肪酸制备生物柴油

以硫酸处理炼锌水淬渣所得的活性物质为载体,采用浸渍法制备了固体超强酸。将该固体酸用于甲醇和油酸的酯化反应,通过考察反应条件对油酸转化率的影响来反映固体酸在油酸和甲醇酯化反应中的催化活性。结果表明：当固体酸用量为油酸质量的18%、甲醇与油酸的摩尔比为15∶1、反应温度为120℃、反应时间为8 h时,油酸转化率可达90.35%;固体酸催化剂重复使用3次后,油酸转化率仍在70%以上,但随着重复利用次数增加,其催化活性有所下降。     

SO_4~(2-)/水淬渣固体酸催化脂肪酸制备生物柴油

以硫酸处理炼锌水淬渣所得的活性物质为载体,采用浸渍法制备了固体超强酸。将该固体酸用于甲醇和油酸的酯化反应,通过考察反应条件对油酸转化率的影响来反映固体酸在油酸和甲醇酯化反应中的催化活性。结果表明:当固体酸用量为油酸质量的18%、甲醇与油酸的摩尔比为15∶1、反应温度为120℃、反应时间为8 h时,油酸转化率可达90.35%;固体酸催化剂重复使用3次后,油酸转化率仍在70%以上,但随着重复利用次数增加,其催化活性有所下降。     

新型海藻酸铬复合物的制备及其催化油酸甲酯化合成生物柴油

以海藻酸钠与氯化铬为原料制备出一种价格低廉的新型海藻酸铬复合物,通过XRD、FTIR、SEM对制备的复合物结构进行表征,并将其应用于催化油酸与甲醇酯化反应制备生物柴油。系统考察了各因素对油酸转化率的影响,并研究了该催化剂在各种酯化反应中的应用。结果表明:廉价、易制备的海藻酸铬复合物固体酸表现出较高的催化活性,在催化剂用量3%(相对于油酸的质量)、油酸与甲醇摩尔比1∶10、反应温度70℃、反应时间3 h条件下,油酸转化率达92.2%;催化剂经重复使用5次,油酸的转化率仍高于60%;此外,该催化剂能适用各种长链羧酸与甲醇的酯化反应,表明该催化剂有望用于工业上高酸值原料降酸制备生物柴油。     

低共熔溶剂催化油酸制备生物柴油工艺优化及动力学研究

本文以油酸和甲醇为原料,对甲苯磺酸/甲基三苯基溴化鏻形成的低共熔溶剂为催化剂,考察醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间及反应温度等因素对油酸甲酯收率的影响,并通过响应面分析法优化生物柴油的制备工艺。结果表明,对苯甲磺酸与甲基三苯基溴化鏻摩尔比为2:1时所形成的低共熔溶剂（DES-2）具有最好的催化活性;以DES-2为催化剂时,生物柴油的最佳合成条件为：催化剂用量为油酸质量的1.08%,醇酸摩尔比5.8:1,反应时间2.8h,温度373 K,此条件下,生物柴油的收率达97.3%,该结果与模型预测值基本相符。优化条件下,生物柴油合成反应的活化能为34.98 kJ/mol,动力学方程为：。     

固体酸SO42-/TiO2催化葡萄糖制备乙酰丙酸甲酯

通过沉淀.浸渍法制备了一系列不同焙烧温度的SO<,4><'2->/TiO<,2>固体酸催化剂,用于在甲醇中催化转化葡萄糖制备乙酰丙酸甲酯,探讨了不同反应条件及催化剂重复使用次数对乙酰丙酸甲酯得率的影响,并利用XRD和NH<,3>-TPD对使用前后的催化剂的结构和酸性进行了表征.实验结果表明:500℃焙烧3h的催化剂,在...     

固体酸SO_4~（2-）/TiO_2催化葡萄糖制备乙酰丙酸甲酯

通过沉淀-浸渍法制备了一系列不同焙烧温度的SO42-/TiO2固体酸催化剂,用于在甲醇中催化转化葡萄糖制备乙酰丙酸甲酯,探讨了不同反应条件及催化剂重复使用次数对乙酰丙酸甲酯得率的影响,并利用XRD和NH3-TPD对使用前后的催化剂的结构和酸性进行了表征。实验结果表明：500℃焙烧3 h的催化剂,在催化剂用量为2.5 wt%,反应温度为200℃的条件下反应2 h,乙酰丙酸甲酯得率达35 mol%。第一次回收的催化剂焙烧后使用催化性能明显下降,而之后的多次重复使用能保持较稳定的反应活性。XRD和NH3-TPD分析结果表明,使用后的催化剂的晶型结构仍保留,酸强度和总酸量随重复使用次数增加而逐渐降低。     

Zr-SBA-15-SO3H固体酸催化剂的制备、表征及催化酯交换制备生物柴油

以SBA-15为载体,采用共缩合-水热法制备Zr-SBA-15,通过化学接枝法引入磺酸基团进行改性,得到Zr-SBA-15-SO3H固体酸催化剂。采用X射线衍射、傅里叶红外光谱、N2吸附-脱附、热重分析、扫描电镜和透射电镜对催化剂的结构进行表征。以棕榈油和甲醇的酯交换反应为探针,测试Zr-SBA-15-SO3H的催化性能。结果表明:掺杂Zr的SBA-15磺酸官能化后得到的Zr-SBA-15-SO3H固体酸催化剂具有较强的酸性,且保持了SBA-15的原有形貌及介孔结构;在反应温度130℃、反应时间4 h、催化剂用量8%、醇油摩尔比35∶1的反应条件下,生物柴油收率超过93%,且制备的催化剂循环使用4次后仍具有较高的催化性能,生物柴油收率仍保持在75%以上。     

利用固体酸合成食品防腐剂DMF

通过沉淀、回流和浸渍制备了Ga2O3/SO42-/ZrO2固体酸催化剂,以富马酸与甲醇为原料利用该固体酸催化合成富马酸二甲酯(DMF)。结果表明,Ga2O3/SO42-/ZrO2具有优异催化活性与稳定性,采用正交试验与单因素试验法相结合的方法考察了固体酸焙烧温度、醇酸摩尔比、反应时间及催化剂用量等参数对富马酸二甲酯收率的影响,得出最佳工艺条件为:固体酸焙烧温度600℃,醇酸比8:1,催化剂用量1.5g(0.3mol富马酸),反应时间8h。此条件下DMF收率大于90%。     

植物甾醇酯的脂肪酶促催化合成及其分析表征

运用中心组合设计,以酯化率为考察指标,对脂肪酶(由Candida rugosa生产)催化合成植物甾醇油酸酯进行优化研究。通过甾醇酯化率的响应面分析,研究反应温度、反应时间、底物物质的量的比(油酸:植物甾醇)和酶量及其交互作用对酯化反应的影响,构建相应的回归模型,并进行验证。结果表明：反应温度41℃、反应时间19h、底物物质的量的比2.4:1、加酶量7%为最佳条件,验证实验酯化率可达77.43%。并采用红外光谱和气相色谱-质谱对甾醇酯进行有效检测分析及结构表征。     

酸性染料用固色剂的合成及应用

以双酚A、2-萘酚、甲醛等为主要原料,合成了含有磺酸基团的酸性染料固色剂SBNF,研究了反应物质量比、反应时间、反应温度、固色剂用量、固色时间、固色液pH等因素对固色效果的影响,优化了合成工艺和应用工艺.优化的合成工艺条件:m(磺化中间体Ⅰ)∶m(中间体Ⅱ)∶m(甲醛)=2.0∶1.0∶1.0,100℃,6 h;优化的应用工艺条件:固色剂SBNF 2.5%(owf),甲醛捕捉剂10%(owf),pH=3.0,80℃对酸性染料染色的锦纶织物进行固色处理30 min,湿摩擦牢度可达3~4级,干摩擦牢度可达4~5级,皂洗沾色牢度可达4级.     

固体酸SO42-/TiO2-ZrO2催化制备乙酰丙酸的研究

以蔗糖为原料,固体SO42-/TiO2-ZrO2为催化剂,以水为溶剂制备乙酰丙酸。研究了浸渍用硫酸浓度和催化剂焙烧温度对催化剂活性的影响,并探讨了不同反应条件及催化剂重复使用次数对乙酰丙酸得率的影响。用XRD和NH3-TPD对使用前后的催化剂的结构和酸性进行了表征。实验结果表明,1.0 mol/L硫酸浓度浸渍,550℃焙烧3 h的催化剂活性较强。在催化剂投加量为1.0 g,反应温度为190℃的条件下反应1 h,乙酰丙酸摩尔得率高达50.0%。回收的SO42-/TiO2-ZrO2催化剂焙烧后在多次重复使用过程中仍然表现出较好的催化活性。     

二氧化硅负载磷钨酸催化废油脂制备生物柴油

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载磷钨酸催化剂(PW12/SiO2).催化剂的XRD分析表明,当催化剂中磷钨酸的质量分数不超过15％时,磷钨酸在二氧化硅中高度分散.用废油脂与甲醇的酯交换反应来评价该催化剂的催化活性.结果表明:该催化剂具有良好的催化活性;在反应温度190℃,体系压力3.0MPa,搅拌转速为400r/min,15％PW12/SiO2用量为废油脂质量的5％,醇油物质的量比为16∶1,反应时间为4h的条件下,生物柴油产率可达90％.