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简析氢氧化钠活性白土制备强碱催化剂与催化合成生物柴油

收藏本文 2024-01-27 点赞:13359 浏览:50393 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:生物柴油具有清洁、可再生的特点,其性质和石化柴油的亦非常相似,是石化柴油的理想替代品。目前,生物柴油多用均相催化生产,均相催化有着对设备腐蚀性高、催化剂不易回收、反应产物难分离且需大量水洗的缺点,非均相催化很好的解决了这些不足,但是非均相催化剂的原料大多昂贵、制备工序复杂、生产成本高。本论文提出一种以活性白土为载体,采取湿法先后负载氢氧化钙、氢氧化钠的固体碱催化剂。活性白土廉价易得,湿法制备工艺简单、易制约产品性能。活性白土固体碱生物柴油催化剂是很具有市场竞争力的产品。本论文采取正交和单因素相结合的方式对活性白土固体碱的制备工艺进行探讨,得出其最佳工艺条件为:碱性白土氢氧化钙负载量为0.66mmol Ca(OH)2·g-1、氢氧化钠与碱土的配比为每克土17mmol NaOH、水土比为4、温度为80℃、加料时间为3.5h,在该条件下制备的活性白土催化剂,其氢氧化钠负载量达3.4mmol NaOH·g-1。其中,所考察因素中对氢氧化钠负载量影响较大的三个因素为:氢氧化钠与碱土的配比、碱性白土氢氧化钙负载量以及负载温度。采取DSC.SEM浅析策略对碱性白土及活性白土催化剂进行表征,结果表明两者结构及热稳定性和活性白土的一致。将该活性白土催化剂运用于催化精炼大豆油与甲醇的转甲酯化反应,并探讨得其最佳制备工艺条件为:催化剂加入量为3.0wt%、醇油摩尔比为12:1、最佳反应温度与时间为30℃(1h)-40℃(1h)-50℃(2h)-60℃(3h)、催化剂颗粒度为200-400目,在该条件下,催化大豆油和甲醇制备生物柴油,所得产物甲酯含量达96.7%。采取SEM的策略对不同种催化条件下利用后的催化剂进行SEM浅析,观察催化剂的形态,结果表明,采取分段升温的催化策略,催化剂结构和催化前几乎一样,而采取反应温度一步到位的策略,催化剂颗粒解聚,结构遭到破坏。采取分段升温的催化策略不仅保护催化剂的结构性能,还节能降耗,是固体碱催化制备生物柴油的不错选择。关键词:生物柴油论文活性白土论文氢氧化钠论文固体碱论文

    摘要4-6

    ABSTRACT6-10

    符号说明10-11

    第一章 前言11-14

    1.1 探讨的目的和作用11-12

    1.2 探讨的基本思路与内容12-13

    1.3 本探讨的革新点13-14

    第二章 文献综述14-29

    2.1 活性白土14-18

    2.1.1 活性白土介绍14-15

    2.1.2 活性白土改性15-18

    2.2 生物柴油18-24

    2.2.1 生物柴油介绍18-20

    2.2.2 生物柴油的合成策略20-24

    2.3 固体碱催化剂24-29

    2.3.1 固体碱催化剂介绍24-25

    2.3.2 固体碱催化剂探讨近况25-27

    2.3.3 固体碱催化机理27-29

    第三章 试验策略29-45

    3.1 实验材料与仪器设备29-30

    3.2 活性白土催化剂的制备30-34

    3.2.1 活性白土催化剂的制备策略30-31

    3.2.2 正交法探讨催化剂制备工艺31-32

    3.2.3 催化剂的制备工艺优化32-33

    3.2.4 催化剂表征33-34

    3.3 生物柴油的制备34-38

    3.3.1 大豆油脱酸脱水预处理34

    3.3.2 生物柴油的制备策略34

    3.3.3 催化制备生物柴油的工艺优化34-36

    3.3.4 催化合成历程机理探讨36-38

    3.4 浅析策略38-45

    3.4.1 湿固体含固量及含水量的测定38

    3.4.2 固体碱负载量测定38-39

    3.4.3 油品酸值测定39-40

    3.4.4 生物柴油中甲酯含量测定40-44

    3.4.5 液体密度的测定44

    3.4.6 固体碱在甲醇系统中碱溶出量浅析测定44-45

    第四章 结果与讨论45-62

    4.1 活性白土强碱催化剂制备的正交实验结果浅析45-48

    4.2 活性白土强碱催化剂的制备单因素实验结果浅析48-52

    4.2.1 碱土负载量对氢氧化钠负载量的影响48

    4.2.2 配比对氢氧化钠负载量的影响48-49

    4.2.3 水土比对氢氧化钠负载量的影响49-50

    4.2.4 温度对氢氧化钠负载量的影响50

    4.2.5 加料时间对氢氧化钠负载量的影响50-51

    4.2.6 小结51-52

    4.3 催化剂表征52-53

    4.3.1 DSC浅析52

    4.3.2 SEM浅析52-53

    4.4 催化制备生物柴油工艺优化53-56

    4.4.1 催化剂加入量的影响53

    4.4.2 醇油比的影响53-54

    4.4.3 温度和时间的影响54-55

    4.4.4 催化剂粒径的影响55

    4.4.5 小结55-56

    4.5 催化反应机理讨论56-62

    4.5.1 反应产物油、醇二相密度大小与甲酯含量的联系56-57

    4.5.2 固体碱在多种系统中的碱溶出量57-59

    4.5.3 催化反应后固体碱催化剂SEM浅析59-60

    4.5.4 小结60-62

    第五章 结论与展望62-64

    5.1 结论62-63

    5.2 展望63-64

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