[发明专利]一种催化合成生物柴油的耐水性短介孔固体碱BG/Zr-SBA-15的制备方法

说明书

本发明公开一种催化合成生物柴油的耐水性短介孔固体碱BG/Zr‑SBA‑15的制备方法，将N,N’‑二异丙基碳二亚胺（DIC）与1,1,3,3‑四甲基胍(TMG)在有机溶剂中实现亚胺亲核加成反应，得到一种强碱性有机双胍BG，再将3‑氯丙基三乙氧基硅烷水解后通过缩合反应嫁接到短介孔Zr‑SBA‑15分子筛载体上,最后将强碱性有机双胍BG和已键合3‑氯丙基三乙氧基硅烷偶联剂的介孔分子筛在有机溶剂中进行N烷基化反应，得到一种新型耐水性短介孔固体碱BG/Zr‑SBA‑15催化剂，用于催化一定含水量的油脂与醇类物质合成生物柴油，固体碱BG/Zr‑SBA‑15与油脂质量比0.05~0.06:1，反应温度85℃~90℃，反应时间8h，生物柴油质量收率98%，催化剂重复使用性好。

技术领域

本发明属精细化工领域，涉及一种催化合成生物柴油的耐水性短介孔固体碱BG/Zr-SBA-15的制备方法。

背景技术

生物柴油作为一种绿色、安全、可再生的替代能源，其对解决能源短缺和环境污染问题具有重大意义。目前生物柴油是由可再生的动植物油脂与甲醇（或乙醇）经酯交换反应而得。传统工业应用中主要应用均相酸、碱催化剂如H₂SO4、KOH等催化合成生物柴油，但是这样的催化剂会对设备造成一定的腐蚀，而且反应过程中很容易形成皂化与乳化现象，产品后续中和及水洗产生大量废水，造成二次环境污染。非均相固体碱催化剂催化酯交换反应可以避免以上问题，且反应条件温和、催化效率高、催化剂可重复使用，易实现自动化连续生产，环境污染小，但大部分固体碱活性组分耐水性差甚至易丧失催化活性。本发明公开一种催化合成生物柴油的耐水性短介孔固体碱BG/Zr-SBA-15的制备方法，该催化剂催化效率高、易回收、重复使用性好、活性组分不易流失、具有一定耐水性。

发明内容

本发明目的

本发明旨在提供一种催化效率高、分离效果好、方便回收、具有一定耐水性的催化合成生物柴油的短介孔固体碱BG/Zr-SBA-15的制备方法。

本发明的技术方案

1.一种催化合成生物柴油的耐水性短介孔固体碱的制备方法如下：

（1）所述的耐水性短介孔固体碱BG/Zr-SBA-15是由短介孔分子筛Zr-SBA-15负载一种强碱性有机双胍BG而成，所述的一种强碱性有机双胍BG的结构式为：

所述的耐水性短介孔固体碱BG/Zr-SBA-15中BG、Zr、Si的质量摩尔比为0.6~1.2:0.01~0.04:1；

所述的耐水性短介孔固体碱BG/Zr-SBA-15呈薄六边形，比表面为300~700m²/g，孔径为4.0~9.0nm，孔长为300~600nm；

所述的耐水性短介孔固体碱BG/Zr-SBA-15的碱度pKa为7.2~18.4；

（2）所述的强碱性有机胍BG是由N,N’-二异丙基碳二亚胺（DIC）和1，1，3，3-四甲基胍(TMG)按照质量比1:1~2在有机溶剂1中105~120℃回流反应12~36h，再减压蒸出有机溶剂1后制备所得；

所述有机溶剂1是带N的二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙腈中的至少一种，在使用前需用除水剂进行除水;

所述除水剂为无水硫酸钠、无水硫酸镁、无水氯化钙中的至少一种；

（3）所述的耐水性短介孔固体碱BG/Zr-SBA-15是通过两步法制备得到：