非负载型固体碱催化剂制备生物柴油的研究

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1、西北大学硕士学位论文非负载型固体碱催化剂制备生物柴油的研究姓名：李亚娥申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：马晓迅20100617非负载型固体碱催化剂制备生物柴油的研究摘要为缓解能源紧缺和环境污染问题，寻求一种可再生的、环境友好型可替代能源具有重要的现实意义。生物柴油具有与石化柴油相似的性能，以及独特的环保性、再生性、安全性等优良性能，而成为备受人们青睐的新能源。非均相催化酯交换反应具有反应条件温和、转化率高、催化剂可重复使用、无污染等优点，有利于连续化、规模化生产的实现。本研究主要考察了大豆油制备生物柴油，分析测定了大豆油的理化性质，酸值为0．8071mg／g，皂化值194．94

2、mg／g，水分含量0．01％，计算大豆油平均分子量为866．909／mol，并确定以甘油收率评价催化剂的催化活性。分别采用柠檬酸发泡法和共沉淀法制备了钙镁、钙镧和钙锆系列非负载复合氧化物型固体碱催化剂，对催化剂的制备条件进行优化；采用Hammett指示剂法测定了催化剂的碱强度和碱量，并采用XRD和BET对催化性能好的催化剂进行表征。实验结果表明，柠檬酸法制备催化剂的最佳条件为：钙镁比例为1：1，焙烧温度750℃，焙烧时间6h，催化剂粒度160目；共沉淀法的最佳制备条件为：NaOH为沉淀剂，钙镁比例1：1，焙烧温度600℃，焙烧时间6h，催化剂粒度120目。催化剂表征结果显示，其活性与碱

3、性有一定的关系，且NMSCaMg催化剂具有较强的碱性，晶形结构较好，比表面积较大。通过单因素实验对催化性能较好的催化剂制备生物柴油的酯交换反应条件进行了优化。最优反应条件：以NMSCaM950为催化剂时，醇油摩尔比10：1，催化剂用量1．2wt％，反应温度60*(2，反应时间3．5h，甘油收率为92．56％；以GCDCaMgso(NaOH沉淀剂)为催化剂时，醇油摩尔比12：1，催化剂用量1．5wt％，反应温度65℃，反应时间3．5h，甘油收率为87．15％，且两类催化剂均具有良好的重复稳定性。并利用红外光谱对原料大豆油和其酯交换反应产品进行表征，确定反应产品中有脂肪酸甲酯的生成，表明大

4、豆油成功的转化。关键词：生物柴油，非负载，柠檬酸发泡法，共沉淀法，固体碱催化剂StudyonNon—carrierSolidBaseCatalystsforSynthsisofBiodieselAbstractToalleviatetheenergyshortageandenvironmentalpollutionproblems，itisimportantandpracticaltosearcharenewable，environmentalfriendlyalternativeenergy．Peoplefavourbiodieselasitisanewenergy,becauseo

5、fitssimilarperformancewithpetrochemicaldieselanduniqueenvironmentalprotection，reproducible，securityandotherexcellentperformance．Heterogeneouscatalytictransesterificationhassomemerits，suchas，mildreactionconditions，Kghconversionrate，reusedcatalyst，unpollutedandSOon．Itisadvantageoustoachievecontinu

6、ousandlarge—scaleproduction．Theaimofthisstudyistoexaminesoybeanoilforbiodieselproduction，andtoanalysethecharacterofsorbeanoil．Thereaultsshowthatacidvaluewas0．8071mg／g，saponificationvaluewas194．94medg，moisturecontentwas0．01％，andtheaveragemolecularweighofsoybcanoilWas866．90g／t001．Calculationofglyc

7、erolyieldwasusedtoassessthecatalyticactivityofcatalysts．SeriesofNon—carriersolidbasecatalystofCaO／MgO，CaO／La203，CaO／Zr02werepreparedsuccessfullybyfrothingmethodofcitricacidandco-precipitationmethod，thepreparationconditionswe