用于生物柴油制備的KF／AlO固體堿催化劑的研究.pdf

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1、２００７年１１月工業(yè)催化Ｎｏｖ．２００７第１５卷第１１期ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．１５Ｎｏ．１１催化劑與載體制備用于生物柴油制備的ＫＦ／ＡｌＯ固體堿２３催化劑的研究鮑德艷，魯曉勇，李潯，蘇明華（武漢中興能源技術(shù)有限公司，湖北武漢４３０２２３）摘要：采用浸漬法制備了ＫＦ／Ａｌ２Ｏ３固體堿催化劑，并將其應(yīng)用于大豆油與甲醇酯交換制備生物柴油的反應(yīng)。通過酯交換反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率對(duì)催化劑制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化，得出最佳制備條件：ＫＦ理論負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ａｌ２Ｏ３的４５％，浸漬時(shí)間６ｈ，焙燒溫度５００℃，優(yōu)化條件下制備的催化劑在大豆油與甲醇

2、物質(zhì)的量比為１２∶１、催化劑用量為油質(zhì)量的２％、反應(yīng)時(shí)間３ｈ和反應(yīng)溫度（６０～６５）℃條件下，酯交換轉(zhuǎn)化率可達(dá)９７．１５％。關(guān)鍵詞：固體堿催化劑；酯交換反應(yīng)；生物柴油；大豆油中圖分類號(hào)：Ｏ６４３．３６；ＴＥ６６７文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：１００８１１４３（２００７）１１６６０４ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＫＦ／Ａｌ２Ｏ３ｓｏｌｉｄｂａｓｅｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｏｙｂｅａｎｏｉｌｔｏｂｉｏｄｉｅｓｅｌＢＡＯＤｅｙａｎ，ＬＵＸｉａｏｙｏｎｇ，ＬＩＸｕｎ，ＳＵＭｉｎｇｈｕａ（ＺＴＥＥｎｅｒｇｙＴｅ

3、ｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｗｕｈａｎ）ＬｉｍｉｔｅｄＣｏｍｐａｎｙ，Ｗｕｈａｎ４３０２２３，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＫＦ／Ａｌ２Ｏ３ｓｏｌｉｄｂａｓｅｃａｔａｌｙｓｔｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｕｓｅｄｆｏｒｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｏｙｂｅａｎｏｉｌｗｉｔｈｍｅｔｈａｎｏｌｔｏｂｉｏｄｉｅｓｅｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｔａｌｙｓｔｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｎｔｈｅｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉ

4、ｔｉｏｎｆｏｒｃａｔａｌｙｓｔｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｗａｓａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｗ（ＫＦ）＝４５％，ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎｔｉｍｅ６ｈ，ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ５００℃．Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆ９７．１５％ｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｏｖｅｒｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｐｒｅｐａｒｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ：ｎ（ｍｅｔｈａｎｏｌ）∶ｎ（ｏｉｌ）＝１２∶１，ｃａｔａｌｙｓｔｄｏ

5、ｓａｇｅ２．０％，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（６０－６５）℃，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ３ｈ．ＴｈｅｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒＫＦ／Ａｌ２Ｏ３ｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｉｄｂａｓｅｃａｔａｌｙｓｔ；ｔｒａｎｓｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｂｉｏｄｉｓｅｌ；ｓｏｙｂｅａｎｏｉｌＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：Ｏ６４３．３６；ＴＥ６６７Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：ＡＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８１１４３（２００７）１１００６６０４近年來，隨著日益嚴(yán)重的全球性能源危機(jī)，以及目前，世界各

6、國(guó)都在積極發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)，歐盟、由于石化柴油燃燒所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)加拿大、巴西、日本和美國(guó)等都在發(fā)展該項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，僅［３］重，使可再生能源生物柴油成為國(guó)內(nèi)外研究的熱２００５年生物柴油的年產(chǎn)量就超過２０００萬加侖。［１］點(diǎn)。生物柴油具有可再生、可降解、無毒、高閃生物柴油大都采用均相催化酯交換反應(yīng)制備，［２］點(diǎn)、高十六烷值和對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，因此，作為雖催化效率較高，但反應(yīng)結(jié)束后催化劑與產(chǎn)物分離石化柴油替代品屬于環(huán)境友好型綠色燃料，生物柴困難，且有大量的廢酸和廢堿液排出污染環(huán)境。采油的開發(fā)與應(yīng)用具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。用固體堿催化

7、劑替代均相催化劑，具有使產(chǎn)品與催收稿日期：２００７－０６－１１作者簡(jiǎn)介：鮑德艷，１９７９年生，女，湖北省荊州市人，碩士，主要從事多相催化及環(huán)境保護(hù)方面的研究。通訊聯(lián)系人：鮑德艷。２００７年第１１期鮑德艷等：用于生物柴油制備的ＫＦ／Ａｌ２Ｏ３固體堿催化劑的研究６７化劑分離容易、反應(yīng)條件溫和、可循環(huán)使用和對(duì)反應(yīng)３０ｍＡ。采用綜合熱分析儀，在空氣中于１１００℃對(duì)－１設(shè)備腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)，因而逐漸受到關(guān)注。目前，研催化劑進(jìn)行ＴＧ－ＤＴＡ分析，升溫速率１０℃·ｍｉｎ。［４］究較多的固體堿催化劑有水滑石、堿金屬或堿土２結(jié)果與討論［５］［６］金屬的氧化物

8、及其鹽如ＭｇＯ和ＣａＯ等、稀土金屬氧化物［７］以及堿性陰離子交換樹脂［８］等，但這些２．１ＫＦ負(fù)載量催化劑的制備過程比較復(fù)雜，成本昂貴，強(qiáng)度較差，活性物質(zhì)的負(fù)載量決定載體中活性組分的含且易于吸