固体碱催化制备生物柴油的研究

《固体碱催化制备生物柴油的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、BiodieselPreparedbySolid-baseCatalystAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofSciencebyMaXiaoqiangSupervisor:ZhuWeiAssociate-prof.Major:PhysicalChemistryCollegeofChemistryandChemicalEngineeringChongqingUniversityCh

2、ongqing,ChinaApril,2008重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要生物柴油是可再生的清洁能源，目前已经受到世界各国的普遍关注。采用固体碱催化酯交换反应制备生物柴油，避免了传统均相酸、碱催化法带来的产品分离困难及环境污染等问题，可使生产工艺连续化，增强设备的生产能力。研究以固体碱为催化剂的酯交换反应过程，将对生物柴油的制备技术有重要的理论意义和应用价值。本文采用浸渍法制备了一种以A12O3为载体、NaKHC4H4O6·4H2O为负载物的固体碱性催化剂，并将其应用于生物柴油的合成反应。分别考察了负载物、载体、制备条件对催化

3、剂活性的影响，由此确定了催化剂的最佳制备条件为:催化剂质量配比为35％，浸渍时间为4小时，浸渍温度为70℃，搅拌速率为350r/min，焙烧温度为460℃，焙烧时间为3小时。采用IR，TG-DTA，SEM及比表面积测定仪等分析仪器对催化剂结构进行了表征。IR和TG-DTA结果说明，NaKHC4H4O6·4H2O/A12O3固体碱产生催化活性的原因是，NaKHC4H4O6·4H2O在高温焙烧条件下与A12O3载体互相作用生成了Al－OK、Al－ONa或Al－OKNa；TG-DTA曲线表明催化剂在500℃以下有两个较明显的失重峰。SE

4、M照片说明，焙烧温度过高，催化剂会出现较严重的烧结现象，比表面-孔径分析结果则说明了烧结后催化剂比表面积和孔径大幅减小。通过固体碱NaKHC4H4O6·4H2O/A12O3与均相碱KOH催化酯交换反应的对比实验，研究了酯交换反应各因素对催化剂活性的影响，由此得出了固体碱催化酯交换反应的最佳条件为：醇油比为9:1，催化剂用量为3.0％，反应温度为65℃，反应时间为3h，在此反应条件下，甲酯最高收率为95.8%。对固体碱催化酯交换反应的机理进行了初步探讨，得出了固体碱催化酯交换n0.5反应的动力学方程为：rA=k1cA=0.06913

5、cA。关键词：固体碱催化剂，生物柴油，酯交换反应，浸渍法，反应动力学I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTAsacleanenergy,biodieselhasbecomemoreandmoreattractiverecentlybecauseofitsenvironmentalconcerns.However,whenbiodieselpreparedbytraditionalhomogeneousacid/basecatalyst,someproblemscouldbeunavoidable.Separatingtra

6、nsesterificationproductswithusedcatalystisverydifficult.Dischargeofwastecatalystmayinduceenvironmentalproblems.Inthispaper,biodieselpreparationhasbeenstudiedinaheterogeneouscatalyticsystem,whichcanmakeproductionprocedurecontinuous,enhancetheyieldofbiodiesel.Researches

7、onheterogeneouscatalytictransesterificationaremeaningfulforboththeproductionandapplicationofbiodiesel.Asolidbasecatalyst,usingA12O3loadedwithNaKHC4H4O6·4H2O,waspreparedbyimpregnationmethod.Effectsofvariousfactorsonthecatalyticactivityofcatalyst,suchascarries,load,prep

8、arationconditionswereinvestigated.Theoptimalconditionsforthecatalystpreparationwereconfirmed:thecarrierofA12O3,theloadofNaKH