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镁铝氧化物负载型催化剂催化制备生物柴油的研究

作　者: 曲旭坡
导　师: 杜长海
学　校: 长春工业大学
专　业: 工业催化
关键词: 碳酸钾 镁铝氧化物 酯交换反应 生物柴油
分类号: TE667
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 115次
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内容摘要


生物柴油是一种绿色环保、安全、可再生的清洁能源,对解决能源短缺和环境污染具有重大意义。但是目前工业化生产采用的均相酸碱催化剂,催化合成生物柴油时,具有产品分离困难,催化剂不可回收以及产生大量工业污水等缺点,因此需要找出一种绿色、环保、高效的催化剂,而固体碱催化剂就有着这些优点,所以对高活性的固体碱催化剂催化合成生物柴油的试验及理论研究具有非常重大的意义。本文采用共沉淀的方法制备了一系列镁铝水滑石前体,在高温焙烧的条件下,制备出镁铝氧化物载体,用等体积浸渍的方法将K2CO3以不同的负载量负载到镁铝氧化物载体上,制备出一系列的催化剂,并通过BET、CO2-TPD和XRD等手段对其进行表征,以大豆油酯交换反应为模型,对催化剂的活性进行评价。研究结果表明：催化剂的最佳制备条件为：镁铝比为1：1,结晶时间为10h,K2CO3的负载量为30%；大豆油酯交换反应的最佳反应条件为：醇油摩尔比为10：1,反应时间为4h,反应温度为60℃,催化剂用量为1.5%,大豆油的转化率最高,为79.8%。在最佳制备条件下：BET表征表明,载体的比表面积为282.6877m2/g,平均孔体积为0.600239cm3/g,平均孔直径为8.49331nm；CO2-TPD表征表明,K2CO3的负载量为30%时,催化剂具有匹配度比较好的中强碱和强碱活性中心,对大豆油酯交换反应的催化活性最好；XRD表征表明,K2CO3在镁铝氧化物载体上呈高度分散状态。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章 文献综述  6-23
  1.1 引言  6
  1.2 生物柴油的定义及特点  6-7
    1.2.1 生物柴油的定义  6
    1.2.2 生物柴油的主要特点  6-7
  1.3 生物柴油在世界各国的发展情况  7-8
    1.3.1 生物柴油在欧洲的发展情况  7
    1.3.2 生物柴油在美国的发展情况  7-8
    1.3.3 生物柴油在我国的发展情况  8
    1.3.4 其他国家生物柴油的发展状况  8
  1.4 生物柴油在世界各国的质量标准  8-9
    1.4.1 欧洲的质量标准  8
    1.4.2 美国的质量标准  8
    1.4.3 我国的质量标准  8-9
  1.5 生物柴油生产方法与研究进展  9-21
    1.5.1 生物柴油的生产方法  9-21
  1.6 本文目的  21-23
第二章 实验部分  23-29
  2.1 试剂和仪器  23
  2.2 催化剂的制备  23-24
    2.2.1 催化剂载体镁铝氧化物的制备  23-24
    2.2.2 负载型催化剂K_2CO_3/Mg-Al-O的制备  24
  2.3 催化剂的活性评价  24-27
    2.3.1 大豆油转化率的计算  25-27
  2.4 催化剂的表征  27-29
    2.4.1 BET比表面积的测定  27-28
    2.4.2 催化剂的程序升温脱附(CO_2-TPD)实验  28
    2.4.3 X射线衍射(XRD)  28-29
第三章 结果与讨论  29-42
  3.1 催化剂载体的表征  29-33
    3.1.1 镁铝氧化物载体的BET表征  29-33
  3.2 负载型催化剂K_2CO_3/Mg-Al-O的CO_2-TPD表征  33-34
  3.3 负载型催化剂K_2CO_3/Mg-Al-O的XRD表征  34-36
  3.4 催化剂制备条件对大豆油酯交换反应转化率的影响  36-38
    3.4.1 K_2CO_3负载量对大豆油酯交换反应转化率的影响  36
    3.4.2 镁铝比对大豆油酯交换反应转化率的影响  36-37
    3.4.3 结晶时间对大豆油酯交换反应转化率的影响  37-38
  3.5 反应条件对大豆油酯交换反应转化率的影响  38-42
    3.5.1 醇油摩尔比对大豆油酯交换反应转化率的影响  38
    3.5.2 反应温度对大豆油酯交换反应转化率的影响  38-40
    3.5.3 反应时间对大豆油酯交换反应转化率的影响  40
    3.5.4 催化剂用量对大豆油酯交换反应转化率的影响  40-42
第四章 结论  42-43
致谢  43-44
参考文献  44-50
附录：原料大豆油及产物生物柴油的性能测试  50-55
  1.1 实验部分  50
    1.1.1 实验材料和试剂  50
    1.1.2 试验仪器  50
  1.2 理化性能测试  50-54
    1.2.1 大豆油酸值的测定  51-52
    1.2.2 皂化值的测定  52-53
    1.2.3 含水量的测定  53
    1.2.4 大豆油平均分子量  53-54
  1.3 测定结果  54-55
作者简介  55
攻读硕士学位期间研究成果  55-56

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 人造石油 > 从其他原料提取石油
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