碳基固体酸催化大豆油酯交换制备生物柴油-论文.pdf

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1、第42卷第2期化工新型材料Vo1．42No．22014年2月NEWCHEMICALMATERIALS·35·碳基固体酸催化大豆油酯交换制备生物柴油倪邦庆胡艳娜张萍波范明明(江南大学食品胶体与生物技术教育部重点实验室，江南大学化学与材料工程学院，无锡214122)摘要通过一步碳化一磺化法制备了碳基固体酸催化剂，采用IR、XRD以及TG对催化剂进行了表征；并将催化剂用于催化大豆油与甲醇的酯交换反应制备生物柴油中，考察了相关因素对反应的影响，用气相色谱分析生物柴油的产率。实验结果表明，碳基固体酸催化大豆油与甲醇的酯交换反应效果显著，最佳反应条件为：醇油摩尔比36：1、反应温度130

2、~C、反应时间4h、催化剂用量为大豆油质量的1O时，生物柴油的收率可达95．5。催化剂重复利用6次，活性下降较小。关键词碳基固体酸，酯交换，碳化一磺化，生物柴油Transesterificationofsoybeanoilwithmethanoltobiodieselusingcarbon—basedsolidacidcatalystNiBangqingHuYannaZhangPingboFanMingming(TheKeyLaboratoryofFoodColloidsandBiotechnology，MinistryofEducation，SchoolofChemical

3、andMaterialEngineering，JiangnanUniversity，Wuxi214122)AbstractCarbon-basedsolidacidcatalystwaspreparedbyonestepcarbonization—sulfonation．Theobtainedcata-lystwascharacterizedbyIR。TGandXRD．thenappliedforthepreparationofbiodieselwithsoybeano．1andmethano1．Therelativefactorsinfluencingthetransest

4、erificationwerestudied．TheyieldofbiodieselwasanalyzedbyGCanalysis．ItwasveryeffectivetOusecarbon-basedsolidacidcatalystincatalyzingthetransesterificationofsoybeanoilwithmethano1．Thebestconditionswereasfollows：reactiontime4h，reactiontemperature130℃，themolarratioofmethanoltOsoybeanoil36：1，them

5、assratioofcatalysttosoybeanoi110．Underoptimalconditions，theyieldofbiodieselcanreach95．50o．Thecata—lystwasrepeatedlyusedfor6times，theactivityofcatalystwasreducedonlyalittle．Keywordscarbon-basedsolidacid，transesterification，carbonization-sulfonation，biodiesel面临石油储量的不断减少，能源需求的不断增长，以及化完全碳化后再磺酸化

6、。石燃料引起的环境污染等问题，开发新的、对环境无害的、非本研究以葡萄糖为原料，经一步碳化一磺化制备了碳基固石油类的可再生能源是未来能源发展的主题思路_1]。生物体酸催化剂，并将该催化剂应用在大豆油与甲醇的酯交换反质能、太阳能和其他可再生能源将替代石油和煤炭，逐渐成为应中，探索了相关制备工艺条件。世界能源的主角，而生物柴油就是其中一种典型的可再生“绿1实验部分色能源”。生物柴油不仅在燃烧性能方面可与石油柴油相比，更具有低排放，生物可降解性，无毒，润滑性强等优点，是一种1．1试剂和仪器新型绿色环保的理想石油柴油替代品[3-4]。浓硫酸、无水乙醇、葡萄糖、甲醇，均为分析纯，国药集团

7、生物柴油可通过甘油三酯和甲醇的酯交换反应，或者是化学试剂有限公司；大豆油，市售。脂肪酸与甲醇的酯化反应来制备_5]。现有的工业生产方法FALA2000104傅里叶红外光谱仪，加拿大Boman公司生大多采用的是强碱或强酸的均相液体催化剂_7_8，但反应结束产；TGA／DSC1同步热分析仪，瑞士METTLERTOLEDO公后催化剂与产物分离困难，产品纯化和分离过程中有大量的司生产；GC-9790型气相色谱仪，中国浙江温岭市福立分析仪废酸、废碱排放，造成严重的环境污染。为解决上述问题，研器有限公司生产；DF-