[发明专利]利用造纸厂黑水制备的催化剂及在生物柴油制备中的应用

权利要求书

1.一种利用造纸厂黑水制备的生物柴油催化剂，由下述方法制备得到：

（1）收集造纸厂黑水，用4～8 mol/L的盐酸调节黑水pH值至 6，然后按黑水体积1～5倍添加95%的工业乙醇沉淀木质素，过滤固态物，在80～100℃条件下蒸馏回收乙醇，然后用pH 2.0的盐酸溶液悬浮，再次过滤后用pH 2.0水溶液洗涤3次，样品在55～105℃条件下烘干，得干燥木质素备用；

（2）将步骤（1）所得干燥木质素用磷酸、氯化锌或硝酸溶液在20～60℃下浸渍处理30～180 min，得到疏松结构的木质素，将结构疏松的木质素在惰性气体保护下，于300～500℃条件下炭化1～15 h，得多孔碳载体；将多孔碳载体在100～200℃条件下经浓硫酸磺酸化1～15 h后得到黑色固体粉末，浓硫酸用量为多孔碳载体:浓硫酸质量比1:2～10；黑色固体粉末再经去离子水洗涤并干燥后得到木质素基固体酸，即为所需的生物柴油催化剂。

2.根据权利要求1所述的生物柴油催化剂，其特征在于：步骤（1）中所述的造纸厂黑水为草浆造纸废水或木浆造纸废水。

3.应用权利要求1所述生物柴油催化剂制备生物柴油的方法，其特征在于：将游离脂肪酸与甲醇或乙醇按摩尔比6～20:1混合，并加入到反应器中，加热到酯化反应所需温度后，再加入所述的生物柴油催化剂，催化剂用量为油酸质量的1～10%，在60～140℃下酯化反应2～6小时；离心分离催化剂，分离后的反应物经真空蒸馏即得到精制生物柴油产品。

4.根据权利要求3所述的生物柴油制备方法，其特征在于：所述的游离脂肪酸为油酸、硬脂酸、软脂酸、亚油酸、亚麻酸或皂脚酸化脂肪酸中的一种。

5.根据权利要求3所述的生物柴油制备方法，其特征在于：所述的酯化反应方式为机械搅拌或磁力搅拌，在酯化反应过程中定时取样测定酸值，当酸值低于3 mg KOH/g油脂时停止反应。

6.根据权利要求3所述的生物柴油制备方法，其特征在于：未反应的甲醇或乙醇经回收后重复用于催化剂的洗涤。

7.根据权利要求3所述的生物柴油制备方法，其特征在于：离心分离后的催化剂，用甲醇或乙醇洗涤3～5次，再经干燥后重复用于催化反应；甲醇或乙醇体积为游离脂肪酸体积的20～50%。

8.根据权利要求7所述的生物柴油制备方法，其特征在于：洗涤、干燥后的催化剂重复使用3～5次。