[发明专利]一种生物柴油改性固体催化剂CaO/ZnO及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种生物柴油改性固体催化剂CaO/ZnO及其制备方法和应用。所述方法为：将CaO和ZnO混合后于900‑1200℃下煅烧4‑6h，研磨，过筛，得到复合CaO/ZnO粉末；将复合CaO/ZnO粉末加入到乙酸乙酯溶液中，50‑80℃反应4‑6h，得到生物柴油改性固体催化剂CaO/ZnO。本发明对复合催化剂CaO/ZnO表面进行修饰，使固体碱催化剂既能促进油脂在其表面的吸附扩散，又能阻止无机小分子对其毒化，在促进反应物向复合催化剂CaO/ZnO固体碱催化剂表面扩散提高反应效率的同时，提高其在反应体系中的稳定性。

技术领域

本发明属于地沟油经酯交换制备生物柴油领域，具体涉及一种生物柴油改性固体催化剂CaO/ZnO及其制备方法和应用。

背景技术

生物柴油具有无毒、含硫量低、易生物降解、废气中有害物质排放量小、可再生等优点，是典型的“绿色能源”。生物柴油用途广泛，可直接作为车用优质柴油使用，也可与矿物柴油按不同比例调配，成为车用柴油，还可作为非车用柴油的替代品，如船用、取暖、农用、发电、机械加工润滑剂、脱模剂、清洗剂等。目前，制备生物柴油的主要方法有直接混合法、微乳化法、高温裂解法、酯交换法和工程微藻法。其中，酯交换法的效率高、操作相对简便，是工业制备生物柴油的主要手段。固体碱催化的酯交换过程，不但能够避免均相催化法中的皂化、乳化现象，而且还能避免因中和多余酸碱而产生大量废液，从而简化生产工艺，实现整个生产的连续性，具有更高的实用价值。碱土金属的氧化物是一类有工业应用价值的固体碱催化剂。其中，CaO催化油脂酯交换反应制备生物柴油，它具有较高碱性、无毒性、廉价易得、有机物中溶解度低等优点，在生物柴油制备中应用较多。

目前文献报导地沟油酯交换制备生物柴油的催化剂，往往采用NaOH、KOH或CH₃ONa，成本高，与产品难于分离，生物柴油纯化困难，环保处理难度大。使用CaO作催化剂催化效率低，难以工业化生产。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种生物柴油改性固体催化剂CaO/ZnO的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制得的一种生物柴油改性固体催化剂CaO/ZnO。

本发明的再一目的在于提供上述一种生物柴油改性固体催化剂CaO/ZnO的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种生物柴油改性固体催化剂CaO/ZnO的制备方法，包括以下步骤：

(1)将CaO和ZnO混合后于900-1200℃下煅烧4-6h，研磨，过筛，得到复合CaO/ZnO粉末；

(2)将复合CaO/ZnO粉末加入到乙酸乙酯溶液中，50-80℃反应4-6h，洗涤，干燥，得到生物柴油改性固体催化剂CaO/ZnO。

优选地，步骤(1)所述CaO和ZnO的质量比为2-3：1。

优选地，步骤(1)所述CaO和ZnO混合后，还可根据实际需要进行研磨。

优选地，步骤(1)所述过筛指过100～160目筛。

优选地，步骤(2)所述复合CaO/ZnO粉末与乙酸乙酯的摩尔比为0.1-0.001：1。

优选地，步骤(2)所述乙酸乙酯溶液中乙酸乙酯和溶剂的摩尔比为0.1-0.001：1。

优选地，步骤(2)所述乙酸乙酯溶液的溶剂为甲醇和乙醇中的至少一种。

优选地，步骤(2)所述洗涤指用无水甲醇洗涤2～3次。

上述方法制得的一种生物柴油改性固体催化剂CaO/ZnO。

上述一种生物柴油改性固体催化剂CaO/ZnO在酯交换催化制备生物柴油中的应用。