[发明专利]一种固体碱催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物柴油制备技术领域，尤其涉及到一种固体碱催化剂的制备方法。

背景技术

随着全球性石油资源的日益枯竭和社会发展对能源需求的不断增加,能源短缺已成为世界性问题。从能源战略和环境保护的角度出发,世界各国都在积极开展石化燃料替代品的研究,其中以生物柴油的研究为当前热点。生物柴油具有可再生、可降解、无毒、高闪点、高十六烷值、对环境友好等优点,对其开发与应用具有深远经济效益和社会效益。因此,生物柴油的研究应用已成为缓解日益恶化的能源和环境问题的焦点。根据美国材料实验协会 (ASTM)的定义,生物柴油(Biodiesel)是指以动植物油脂等可再生生物资源为原料生产的长碳链脂肪酸单酯,可用于压燃式发动机的清洁替代燃料;它是油脂与甲醇等低碳醇在酸、碱或酶等催化剂的作用下进行酯交换反应生成的。生物柴油不仅可以直接作为燃料使用,而且可以作为石化柴油燃料的添加物使用。对于以脂肪酸甲酯为代表的生物柴油,目前国内外普遍采用均相催化剂,如硫酸、氢氧化钠、甲醇钠等催化油脂进行酯交换制备脂肪酸甲酯并已实现规模化生产。

固体碱是指能向反应物给予电子的固体。作为催化剂其活性中心应具有极强的供电子能力,它有一个表面阴离子空穴,即自由电子中心由表面O2-或O2-OH组成。自20世纪50年代固体碱催化剂引起科学家们的重视以来,已经发展了多种类型的固体碱催化体系。

固体碱作为最先进的生物柴油制备用的催化剂，持续对其进行研究以便研制出具有更好催化效果的固体碱。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种固体碱催化剂的制备方法，制备简便，制备出的固体碱催化效果好。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种固体碱催化剂的制备方法，包括：

步骤a：取Na₂SiO₃.9H₂O、CaO和KF.2H₂O混合为混合物，其摩尔比为2.0:5.0:（1.5～6.0）；

步骤b：研磨至浆糊状；

步骤c：在70℃～90℃的温度下干燥5～7小时；

步骤d：在300℃～350℃的温度下烘培3.5～4.5小时，得到Na₂SiO₃/CaO/KF固体碱。

进一步，步骤a中，所述Na₂SiO₃.9H₂O、CaO和KF.2H₂O的摩尔比为2.0:1.0:1.5、2.0:1.0:3.0、2.0:1.0:4.5或2.0:1.0:6。

进一步，步骤a中，所述ZnO、Ca(OH)₂和 KF·2H₂O的摩尔比为2.0:1.0:1.5。

进一步，步骤a中，所述ZnO、Ca(OH)₂和 KF·2H₂O的摩尔比为2.0:1.0:3.0。

进一步，步骤a中，所述ZnO、Ca(OH)₂和 KF·2H₂O的摩尔比为2.0:1.0:4.5。

进一步，步骤a中，所述ZnO、Ca(OH)₂和 KF·2H₂O的摩尔比为2.0:1.0:6.0。

进一步，步骤d中，烘培温度为300℃或350℃。

本发明采用上述方法，制备简便，制备出的固体碱催化效果好。

具体实施方式

以下具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

实施例1

将Na₂SiO₃.9H₂O、CaO和KF.2H₂O混合为混合物，其摩尔比为2.0:5.0:0；研磨至浆糊状；在80℃的温度下干燥6小时；在400℃的温度下烘培4小时，得到Na₂SiO₃/CaO/KF固体碱。

将制备的ZnO/Ca(OH)2/KF固体碱作为催化剂，利用酯交换制备生物柴油：

将醇油按照摩尔比10:1加入反应釜，加入醇油混合物4%的Na₂SiO₃/CaO/KF固体碱催化剂，在60℃的温度下反应0.5小时，分离提纯后，生物柴油的产率为45%。

实施例2