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固体碱催化剂在生物柴油的合成反应中取代均相NaOH和KOH,是实现生物柴油生产过程绿色化、加快替代化石燃料的重要课题。目前研究的主要固体碱均需要特别制备(成本高),所得催化剂在反应中使用温度高(≥60-80℃vs.均相的30-50℃)、使用时间长(数小时到整天vs.均相的30-60min)、醇用量多(克服易燃有害的醇原料挥发),经济性远逊于均相催化剂。本研究从降低催化条件的苛刻度、提升非均相反应经济性的目的出发,使用商业化的和简单化学制备得到的固体碱催化剂,在室温(28℃)条件下催化植物油脂高效转酯化生产生物柴油。结果表明: (1)通过在28℃对比Na2SiO3、CaSiO3、CaO和MgO等多种商业化固体碱的反应活性,发现煅烧硅酸盐的活性最好。煅烧Na2SiO3在醇油摩尔比12/1和催化剂用量5wt%的条件下反应9h,或者550℃煅烧所得CaSiO3催化剂在醇油摩尔比27/1和催化剂用量23wt%的条件下反应24h,均可获得高于96%的大豆油转酯化产率。Na2SiO3催化剂的活性主要源于反应活化能较低(104.6kJ/mol)以及反应底物和催化剂更容易接触(指前因子3.73×1015min-1)。对CaSiO3催化剂而言,Ca-O-Si结构的引入使其表面碱度从0.10显著增加到了0.70mmol/g。固体硅酸盐活性的丢失主要归结于表面硅氧结构在转酯化反应中遭到破坏,其次是碱活性位的溶脱和催化剂的结块。 (2)通过溶胶-凝胶法制备、改性NaCaSixO系列催化剂,发现催化剂的制备条件(Na/Ca/Si比例、乙醇/去离子水的体积、煅烧温度)显著影响到催化剂的室温反应活性。在Na/Ca/Si=1∶1∶1、乙醇/去离子水体积1∶2、煅烧温度500℃的条件下获得了研究中表现最好的催化剂NaCaSiO。该催化剂在温度28℃、醇油摩尔比15/1和催化剂量7wt%的条件下反应15h,大豆油转酯化的产率可以达到94%以上。催化剂的稳定性仍然需要关注和改善。 综上,本研究为在工业化的生物柴油反应中使用固体碱催化剂取代均相的催化剂提供了宝贵的经验和有益的尝试。