制备生物柴油催化剂的研究和应用

论文摘要

本论文从设计制备出的大量固体碱催化剂中筛选出具有较高催化活性的KOAc/NiO催化剂。优化了催化剂组成配比以及制备条件:通过研究最终采用浸渍法,以氧化亚镍为载体,醋酸钾为活性组分前体,氨水作为溶剂,KOAc/NiO=40%(质量百分比)、焙烧温度550℃、焙烧时间为4h,利用XRD、DTA、IR及化学滴定等手段对催化剂进行了表征。以天然油脂(贵州产麻疯树籽油)和甲醇作为酯交换反应原料,优化了催化制备生物柴油条件为:油和甲醇摩尔比为1∶10、催化剂用量为原料油质量2%、在回流温度下反应4h,得到脂肪酸甲酯含量为96.93%,甲醇回收率达到81.75%,生物柴油收率为92.48%。该工艺操作简单,可直接分离获得脂肪酸甲酯和副产物甘油,整个过程无三废污染。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 生物柴油制备方法
• 1.1.1 均相酸催化法
• 1.1.2 均相碱催化剂
• 1.1.3 超临界法
• 1.1.4 固相法
• 1.2 催化剂制备研究进展
• 1.3 载体研究进展
• 1.4 展望
• 第二章 课题设计思路
• 2.1 论文选题目的和意义
• 2.2 课题设计思路
• 2.2.1 催化剂制备与生物柴油生产工艺优化程序
• 2.2.2 工艺流程图
• 2.3 研究内容
• 第三章 实验部分
• 3.1 仪器及药品
• 3.1.1 主要仪器
• 3.1.2 主要原料
• 3.2 固体碱催化剂的制备及表征
• 3.2.1 催化剂的制备与实验
• 3.2.2 催化剂结构表征
• 3.3 脂肪酸甲酯的制备
• 3.4 生物柴油的测定方法
• 3.4.1 生物柴油酸价和酸度测定
• 3.4.2 生物柴油碘值测定法
• 3.4.3 脂肪酸酯含量分析
• 3.4.4 固体碱催化剂碱性碱量和碱强度的测定
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 固体碱催化剂的筛选
• 4.1.1 固体碱催化剂的活性筛选
• 4.1.2 以活性炭为载体制备催化剂
• 2为载体制备催化剂'>4.1.3 以金属盐Zn（OAc）₂为载体制备催化剂
• 2O₃为载体制备催化剂'>4.1.4 以Fe₂O₃为载体制备催化剂
• 2O₃和γ-Al₂O₃为载体制备催化剂'>4.1.5 以双氧化物Fe₂O₃和γ-Al₂O₃为载体制备催化剂
• 4.1.6 以NiO过渡金属为载体制备催化剂
• 4.2 制备生物柴油的条件试验
• 4.3 对KOAc/NiO固体碱催化剂的优化
• 4.3.1 焙烧温度对KOAc/NiO固体碱催化活性的影响
• 4.3.2 焙烧时间对KOAc/NiO固体碱催化活性的影响
• 4.3.3 KOAc和NiO之间的配比对KOAc/NiO固体碱催化活性的影响
• 4.3.4 KOAc与NiO制备方式的不同对固体碱催化活性的影响
• 4.3.5 KOAc与NiO制备条件正交设计表
• 4.3.6 KOAc/NiO固体碱催化剂在醇中可溶性碱量的测定
• 4.3.7 催化剂的中毒流失与回收利用
• 4.4 表征分析
• 4.4.1 KOAc/NiO固体碱的红外分析
• 4.4.2 KOAc/NiO固体碱催化剂热重分析
• 4.4.3 KOAc/NiO固体碱催化剂XRD谱图分析
• 4.5 机理的研究
• 第五章 结论
• 5.1 取得成果
• 5.2 创新点
• 5.3 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附图