负载型杂多酸催化合成生物柴油的新工艺2012年12月

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1、负载型杂多酸催化合成生物柴油的新工艺摘要生物柴油是一种新型可再生的生物能源，近年来受到广泛关注。负载型杂多酸不仅可以催化脂肪酸甘油酯和低碳醇制备生物柴油，而且催化活性高，易回收再次使用，同时不会产生固体废弃物，催化效率高，是一种绿色环保的催化剂。本文采用回流吸附法制备了负载型催化剂Carbon-SiW12，并以此催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油。考察了杂多酸负载量、催化剂用量、反应温度、以及反应时间等因素对生物柴油产率的影响。同时运用仪器分析法对催化剂和生物柴油做了表征。研究结果表明：在硅钨酸负载量为40%，反应时间30h、醇油比30:1，反应温

2、度80℃，催化剂质量为15%m油的反应条件下，生物柴油产率最高，达到87%以上。关键词:杂多酸;Carbon-SiW12;催化;酯交换反应;生物柴油;产率SupportedtypeheteropolyacidcatalyticsynthesisofbiodieselbynewtechnologyAbstractBiodieselisakindofnewrenewablebiologicalenergy,attractedwideattentioninrecentyears.Supportedtypeheteropolyacidcanbecatalyze

3、dfattyacidestersofglycerolandlowcarbonalcoholandbiodiesel,andhashighcatalyticactivity,iseasytoreuse,anddoesnotgeneratesolidwaste,highcatalyticefficiency,isagreenenvironmentallyfriendlycatalyst.Thispaperadoptsrefluxadsorptionmethodforpreparationofactivatedcarbonsupportedsilicotun

4、gsticacidascatalyst,andthiscatalystofsoybeanoilwithmethanoltransesterificationbiodiesel.Studyofheteropolyacidload,amountofcatalyst,reactiontemperature,andreactiontimeonbiodieselyield.Atthesametimetheuseofinstrumentanalysismethodonthecatalystandbiodieselmadecharacterization.There

5、sultsshowthat:thesilicotungsticacidcontentis40%,reactiontime30h,reactiontemperature80℃,thequalityof15%moilcatalystunderreactionconditions,thebiodieselyieldthehighest,reachingmorethan87%.Keywords:Heteropolyacid;Carbon-SiW12;Catalysis;Transesterification;Biodiesel;Yield近年来，随着化石能源日

6、益枯竭，石油价格居高不下，柴油消耗量日益扩大，且化石燃料燃烧所排出的二氧化碳，二氧化硫和氮氧化合物对环境造成了严重危害，寻求可再生、绿色环保的新能源是实现社会可持续发展的重要战略方向。作为生物质能源的生物柴油具有可再生、清洁、安全、润滑性好等优势，是世界新能源发展的一个重要研究方向。目前生物柴油生产主要采用固体酸碱非均相催化酯交换法。虽然传统的均相酸碱催化剂催化效率比较高，但是难以回收利用，会腐蚀设备，而且还会产生废弃物。杂多酸是一种新型固体超强酸，以其高活性、高选择性、腐蚀轻微、反应条件温和等优点在催化领域受到广泛关注，但是容易流失，价格昂贵，回收比

7、较难，因此通常采用负载的方式来固定杂多酸。其中活性炭载体由于活性炭廉价易得，比表面积大，稳定性佳而广泛使用。活性炭负载的杂多酸不仅催化活性高，而且容易回收再次使用，并且不会产生固体废弃物，催化效率显著提高，是一种绿色环保的催化剂。因此，本项目采用活性炭负载的硅钨酸作为催化剂，以大豆油和甲醇为原料来制备生物柴油。并通过正交试验法对反应条件进行优化，找出最佳的反应条件，达到高效高产的实验目的，该项目不仅可以解决中国特色的地沟油回流餐桌问题，而且有望发展生物柴油新的生产路线。生物柴油新工艺的开发与推广，对于降低其生产成本，缓解国内外能源危机，降低环境污染指数

8、有更加深远的意义。1实验材料与方法1.1试剂与仪器大豆油(锦鳞牌)，菜籽油，活性炭，硫酸铜，邻