[发明专利]一种用于生物柴油的固体酸催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，具体涉及一种用于生物柴油的固体酸催化剂的制备方法。

背景技术

生物柴油作为一种优质清洁的燃料，是生物质能的一种，与石化柴油相比，具有不含硫和芳烃，十六烷值高，可被生物降解，对环境危害小等优势，成为最受欢迎的石油替代能源之一，已成为解决当今能源可持续问题的重要发展方向。发展生物柴油产业利国利民，有利于社会和谐稳定可持续发展。

目前，生物柴油的制备方法中酯交换法最为常用，酯交换反应制备生物柴油所用到的催化剂种类繁多，无论是化学催化剂还是生物催化剂都各具特色：化学法酯交换具有转化率高、时间短、成本低等优点，但存在着后处理工艺复杂，环境污染严重等问题；生物酶酯交换法具有反应条件温和、醇用量小、无污染物排放等优点，但存在酶使用寿命短、成本高、甲醇易使酶失活等不足。尽管采用NaOH、CH₃ONa 等均相催化剂催化油脂进行酯交换反应制备生物柴油，但普遍具有生物柴油收率不够高、回收困难的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种用于生物柴油的催化性能好、易于回收、可重复使用、适宜连续生产的固体酸催化剂的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种用于生物柴油的固体酸催化剂的制备方法，是由以下步骤制备得到的：

1）将粉末活性炭材料加至硫酸，30-50℃条件下搅拌2-4h，去离子水水洗，80-100℃条件下烘干，得活化的粉末活性炭；

所述硫酸的浓度为10-15%；

2）将活化的粉末活性炭和膨润土按照1：2-4的质量比混合均匀，得混合料；

3）配制质量浓度为25-40%的Fe₂(SO₄)₃溶液，加入TiO₂，50-60℃条件下搅拌反应2-3h，110-120℃条件下烘干，粉碎，过50目筛，得Fe₂(SO₄)₃催化剂；

以Fe₂(SO₄)₃质量计，所述Fe₂(SO₄)₃和TiO₂的质量比为0.1-0.5：1；

4）将混合料和Fe₂(SO₄)₃催化剂按照1：1-3的质量比混合均匀，平均分成两份，分别为料1和料2；

5）将料1浸渍在硫酸A中6-10h，得初浸料1；

6）将料2浸渍在硫酸B中3-7h，得初浸料2；

7）将初浸料1和初浸料2混合均匀，挤压成型，80-90℃烘干至恒重，煅烧成型，得用于生物柴油的固体酸催化剂。

所述混合料和Fe₂(SO₄)₃催化剂的质量比为1：2。

所述硫酸A的浓度为2-5%。

所述硫酸B的浓度为5-10%。

所述煅烧温度为350-450℃，煅烧时间为1.5-2.5h。

本发明的有益效果：

1.由于膨润土的本身的活性不强，本发明选用活化的粉末活性炭与膨润土混合后作为混合料，提高混合料的活性，进一步提高混合料的负载量。

2.本发明选用TiO₂在一定条件下对 Fe₂(SO₄)₃进行改性，所得Fe₂(SO₄)₃催化剂的催化活性显著提高。

3.本发明将料1和料2分别浸渍在不同浓度的硫酸中，不同浓度的硫酸对料1和料2层间的杂离子和一部分层状结构中的离子起到大小不一致的“溶解”和“洗涮”的作用，从而导致料1和料2形成多种大小的有效孔径，有效孔洞增多，比表面积增大，显著提高Fe₂(SO₄)₃催化剂的负载量和分散度，从而提高固体酸催化剂的催化性能。

4.本发明的方法制备的用于生物柴油的固体酸催化剂催化性能好，显著提高生物柴油的转化率和产率，且反应结束后，固体酸催化剂易于分离回收、可重复使用、适宜连续生产适宜连续化生产，发展前景广阔。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。

实施例1