新型钙基固体碱的制备及用于生物柴油的研究【毕业论文】

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1、本科毕业论文（20届）新型钙基固体碱的制备及用于生物柴油的研究专业：海洋渔业科学与技术20摘要本文以菜籽油与甲醇的的酯交换反应研究为对象，初步地研究了高稳定行催化剂CaO-ZrO2在生物柴油合成中的催化活性。通过共沉淀法、浸渍法等方法经高温焙烧制备出CaO-ZrO2系列催化剂进行酯交换反应,考察了反应温度、催化剂组成等因素对催化剂活性的影响。研究结果表明，当ZrO2的百分含量在10%～30%时，其催化活性较高，当加入助剂La3+时，可有效提高其催化活性。关键词:固体碱；酯交换反应；生物柴油20ABSTRACTThecat

2、alyticperformancesofcalciumoxidesinthetransesterificationreactionofmethanolandrefinedrapeseedoidhavebeenevaluatedinthisstudy.Bycoprecipitation,impregnationandothermethodspreparedbyhightemperaturecalcinationCaO-ZrO2catalystsforthetransesterification,thereactiontem

3、perature,catalystcompositionandotherfactorsonthecatalyticactivity.TheresultsshowthatthepercentagewhentheZrO2contentof10%to30%,thehighercatalyticactivity,whenaddingadditivesLa3+canbeeffectivelyimproveditscatalyticactivity.Keywords:solidbase;transesterificationreac

4、tion;biodiesel.20目录摘要IABSTRACTII目录III前言1第一章绪论21.1生物柴油简介21.1.1生物柴油的特性21.2生物柴油生产工艺的研究以及发展现状21.3本课题研究的目的和意义71.4本课题主要研究内容8第二章实验部分82.1原料与试剂82.2实验仪器及设备92.2.1实验仪器92.2.2酯交换反应装置及其反应步骤102.3原料油的物性分析102.3.1原料油酸值（AV）的测定102.3.2原料油皂化值（SV）的测定112.3.3原料油平均相对摩尔质量的确定122.3.4原料油水分的测定1

5、32.4催化剂的制备132.4.1CaO-ZrO2固体碱的制备132.4.2CaO-ZrO2-La2O3固体碱的制备132.5液体试样粘度的测定13第三章实验数据分析及讨论153.1不同种类碱催化剂对酯交换反应的影响153.2不同反应条件下，固体碱催化剂活性的变化163.2.1不同质量分数的ZrO2对CaO-ZrO2、CaO-ZrO2-La2O3固体催化剂活性的影响16203.2.2助剂金属La3+对固体催化剂活性的影响173.2.3温度对CaO-ZrO2-La2O3催化剂对酯交换反应的影响17第四章实验结论18参考文献

6、19致谢2220前言近些年来，随着石油储量的日益减少，以及人们对生态环境问题的日趋关注，因此能源危机和环境污染问题俨然已成为困扰当今世界的两个重要问题。开发新能源是世界各国亟需解决的问题。生物柴油是目前除了燃料乙醇外的一种重要的生物质燃料。由于近几年世界能源危机问题日益突出，以及石油价格的不断攀升和国际社会对环境保护问题的日趋重视，生物柴油产业在全球范围内得到了迅速地发展。生物柴油制备的核心技术是催化方法和催化剂。综合国内外研究现状，酯交换法是目前催化制备生物柴油的主要方法，这种方法的研究目前已经比较系统和成熟。当前使用

7、的催化剂比较多的是均相酸碱催化剂，因为该催化记得特点是反应快，工艺简单。但在生产中也出现了许多问题，如催化剂分离困难、乳化现象严重、副反应多、酸碱对设备腐蚀严重、后处理过程比较繁琐等缺点。就目前国内研究结果来看，固体酸作为催化剂的缺点是反应时间过长，生产成本较高；且单独使用碱或金属氧化物作为催化剂也存在很多问题，如催化过程需要消耗大量的催化剂、且与产物分离困难等问题。阴离子交换树脂技术在工业生产上很难实行，主要由于其成本较高。但负载型固体碱催化剂具有制备方法灵活，催化效率高，可重复利用率高等优点，比较适合于酯交换反应。因

8、此本文研究选择此类负载型催化剂进行酯交换菜籽油制备生物柴油。参照国内外大量文献，目前钙盐以其价格便宜，制备简单而备受学者们关注和研究ZrO2-CaO固溶体具有高稳定性而且广泛用于陶瓷材料和耐火材料，但用于固体碱的研究较少。本文拟以ZrO2-CaO固溶体为基础，研究高稳定性高活性的用于生物柴油的固体碱催化剂，它不仅有着