多项催化剂与生物柴油制备的研究
生物柴油技术的研究现状及应用前景
生物柴油技术的研究现状及应用前景随着全球气候变化问题的日益突出，各国之间加速推进清洁能源的开发和利用。
而生物能源作为其中之一，受到更多的关注和重视。
生物柴油，则是生物能源中一个备受关注的领域。
一、什么是生物柴油？生物柴油又称为绿色柴油或生质柴油。
它是一种由动植物油、动植物脂肪或废弃物转化而来的燃料，是一种可再生能源和低碳环保的燃料。
相对于传统柴油，生物柴油可以大幅减少二氧化碳的排放，减缓人类对环境的破坏，与此同时还具有较高的燃烧效率和稳定性。
二、生物柴油技术的研究现状1.生物柴油生产技术瓶颈问题生物柴油生产技术中，关键要素包括原料收购、生物柴油制备、储存、运输、加注等。
其中，生物柴油制备技术是生产中非常关键的环节。
目前，欧美和日本等发达国家已经基本掌握了生物柴油分类制备技术，但是生物柴油性质复杂、成分多样，其生产过程仍然存在着许多难题，如原料利用率较低，节能效果不尽人意，环保措施需要改善等。
2.关键技术的突破近年来，随着生物技术、化学工程、材料科学等领域的不断发展，生物柴油制备技术中出现了一些关键技术的突破，包括了酶催化、微生物发酵、化学催化等。
例如，酶催化技术利用了天然的酶或是人工启发的酶，可以在较低的温度下，高效、稳定地催化酯化反应，其制备的生物柴油品质较高，可以与传统柴油相媲美。
3.生物柴油高效催化技术生物柴油的催化制备技术经过不断的研究和实践，在高效转化废水、糠醛、生物油等废弃物转化成高质量的柴油方面已取得了显著的进展。
例如，固态催化技术的出现，可以显著降低催化过程中的中毒问题，并提高柴油品质；而金属氧化物等催化剂的应用，可以增强对复杂原料的适应能力，实现多种生物油废弃物的转化利用。
三、生物柴油的应用前景生物柴油的整个生产过程都充满了绿色环保和可持续性的理念，是一个高效、低排放、多元化市场的大有前景的发展领域。
1.生物柴油的市场前景随着全球节能减排目标的紧迫性和环保理念的深入人心，生物柴油作为一种具有潜在优势的生物燃料，在许多重要的国家中已经得到了广泛的应用和推广。
生物柴油的制备及其催化剂的研究
生物柴油的制备及其催化剂的研究随着能源需求日益增长，化石燃料逐渐走向枯竭，开发生物能源逐渐成为了人们的重要方向。
其中，生物柴油因其环境友好、可再生等特点备受关注。
本文将着重介绍生物柴油的制备及其催化剂的研究。
一、生物柴油的制备方式目前，生物柴油的制备方式主要有四种，分别为酯交换法、酯化法、水解法和微生物法。
其中，酯交换法和酯化法较为成熟，应用也最广泛。
1.酯交换法酯交换法是目前制备生物柴油的主要方法之一。
在生物柴油酯交换反应中，将油脂中的甲酯与醇交换，从而得到酯类，这种方法被称为酯交换法。
该方法的主要特点是不需要酶和酸催化剂。
酯交换法生产生物柴油的步骤包括：1) 将传统的油脂加热至大约70℃，然后加入甲醇和碳酸钠。
2) 加入少量的碱催化剂（钠或钾）。
3) 在调节好反应过程的操作条件后，生产出生物柴油。
与传统的化学反应相比，酯交换法反应后的环境污染比较少，对环境友好。
2.酯化法酯化法是制备生物柴油的另一种常见方法。
在酯化法中，油脂和甲醇反应生成甲酯和水。
酯化法生产生物柴油的步骤为：1) 将传统的油脂和甲醇混合，然后加入酸催化剂。
2) 在调节好反应过程的操作条件后，生产出生物柴油。
酯化法相对于酯交换法需要更多的酸催化剂，这可能带来更多的环境问题。
同时，当油脂中含有过多的酸时，将有一些非正常的反应和一些损失。
二、生物柴油催化剂研究现状随着人们对生物柴油的需求日益增加，催化剂研究也越来越受人们的关注，催化剂可将反应温度降至更低，改善反应产物出现的问题，因此催化剂在生物柴油制备中的重要性不言自明。
以下将介绍几种常见的催化剂。
1.碱催化剂碱催化剂是制备生物柴油时常见的催化剂。
在酯交换法中应用得比较广泛，常用的碱催化剂有氢氧化钾、氢氧化钠、钠醇溶液等。
碱催化剂反应速度快、成本低、易于操作等优点，在酯交换法中得到广泛应用。
同时碱催化剂生成的反应产物相对较少，具有较好的环保性。
2.酸催化剂酸催化剂是制备生物柴油时另一种常见催化剂。
生物质连续化制备高品质生物柴油关键技术
生物质连续化制备高品质生物柴油关键技术生物质能作为可再生的资源，其利用不仅可实现资源的再生利用，也可以减少对环境的污染。
其中，生物柴油是利用生物质资源生产的一种清洁能源，可以替代传统柴油使用，具有重要的应用价值。
生物质连续化制备高品质生物柴油是目前研究的热点之一，需要攻克以下几个关键技术。
1.生物质前处理技术生物质前处理是将原生物质转化为易于催化转化的中间产物或基础化合物的过程。
在生物质连续化制备高品质生物柴油中，生物质的前处理对于提高生物柴油的品质和生产效率起到了至关重要的作用。
目前，常用的生物质前处理技术包括浸泡、碱处理、酸处理、微波处理等。
2. 催化剂研究与开发生物柴油是通过催化转化将生物质转化为柴油的过程中，催化剂是至关重要的因素。
因此，在生物质连续化制备高品质生物柴油的过程中，研究和开发高效、低毒、长效的催化剂具有重要的意义。
当前，以酸性离子液体催化剂、钠亚麻油酸盐催化剂、离子交换树脂等为代表的新型催化剂吸引了广泛的关注。
3. 反应条件优化反应条件也是影响生物质制备生物柴油质量和效率的重要因素。
反应条件的优化能够进一步提高生物柴油的产率和抗氧化性能，降低其产量成本。
现有研究指出，温度、催化剂的用量、反应时间等是影响反应条件的重要因素。
4. 加氢技术在生物质连续化制备高品质生物柴油的过程中，加氢技术是一种重要的手段。
加氢工艺能够使生物柴油的分子量提高，同时也能够提高生物柴油的抗氧化性能和储存稳定性。
近年来，以固体酸-金属催化剂、纳米钛金属催化剂为代表的新型加氢技术在研究和应用中取得了显著的进展。
总之，生物质连续化制备高品质生物柴油是一个非常复杂的过程，需要攻克多项关键技术。
随着技术的不断发展和完善，相信生物质连续化制备高品质生物柴油将会越来越广泛地应用于替代传统柴油，降低能源消耗和污染 emissions。
固体碱催化剂CaO催化大豆油酯交换反应制备生物柴油.
固体碱催化剂CaO催化大豆油酯交换反应制备生物柴油摘要在这项研究中，我们用固体碱CaO催化剂催化大豆油酯交换反应制备生物柴油，研究了反应机理并分别对醇、油摩尔比，反应温度，催化剂占油的比重以及水的含量进行了单独考查。
实验结果表明：醇、油摩尔比12:1，CaO占大豆油质量的8％，反应时间3h，反应温度65℃，甲醇含水量2.03％会取得最佳效果，生物柴油产率超过95％。
该催化剂使用寿命要比负载型催化剂K2CO3/γ-Al2O3和KF/γ-Al2O3更长。
氧化钙的重复实用性很好,在反应时间为1.5h，即使被重复使用20次，也未对生物柴油的产率有太大的影响。
关键词：生物柴油；氧化钙；固体碱催化剂；酯交换；大豆油1.简介大豆油酯交换制备生物柴油（脂肪酸甲基酯，FAME）催化剂有碱，酸，酶。
碱催化剂包括均相催化剂和非均相催化剂。
目前常用的是均相催化剂包括氢氧化钠，氢氧化钾和它们的醇盐。
均相碱催化酯交换反应要远远快于酸催化。
然而，反应后从有机相把催化剂转移到水相中比较困难。
因此，用此种方法制备生物柴油中，分离催化剂是相当昂贵的。
非均相催化剂有许多优点：它们没有腐蚀性，对环境无害并且没有分离上的问题。
同时，他们更容易从产品液相中分离出来，较高的活性，选择性和更长的寿命。
目前，人们开发出了许多种多相催化剂，进行植物油的酯交换反应制备生物柴油，如碱土金属氧化物，各种碱金属负载于氧化铝或沸石的化合物。
然而，对于大多数的碱性催化剂，其活性成份很容易中毒。
它们表现在和甲醇反应的寿命短。
氧化钙碱强度大于H—= 26.5，许多研究者已经把它作为一种固体强碱催化剂进行了研究。
CaO作为一种固体碱催化剂制备生物柴油具有许多优点，如高活性，反应条件不高，催化剂寿命长，催化剂成本低等等。
雷迪在室温条件下使用纳米氧化钙生产生物柴油。
但是，反应速度缓慢，它需要6-24 小时以期在最佳反应时间达到最高转化率。
他还观察到用豆油CaO8次后失去活性和动物脂肪CaO3次后失去活性。
生物柴油制备中的催化剂研究与优化
生物柴油制备中的催化剂研究与优化随着全球对可再生能源需求的不断增长，生物柴油逐渐成为替代传统石油燃料的重要选择。
生物柴油由于其可再生性、较低的碳排放以及与传统柴油相似的化学性质，正在日益受到关注。
然而，生物柴油的制备过程中，催化剂的选择、研究与优化成为关键因素，直接影响其合成过程及产品质量。
一、催化剂的选择与评估催化剂在生物柴油制备反应中扮演着至关重要的角色。
优秀的催化剂应具备以下特点：高催化活性、良好的稳定性、易制备、价格低廉以及可重复利用等。
目前用于生物柴油制备的主要催化剂包括碱催化剂、酸催化剂和酶催化剂。
其中，碱催化剂以其高催化活性和可扩展性被广泛应用，但其基础研究和催化机理尚需进一步深入探究。
酸催化剂则可在较低的温度下完成反应，并具备更好的选择性。
而酶催化剂则受到生物质基质的限制，但具有可再生性和较好的环保性。
二、催化剂研究方法针对不同类型的催化剂，研究人员采用不同的方法进行分析与优化。
在碱催化剂的研究中，常见的方法有X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和比表面积测试等，这些测试可以帮助研究人员了解催化剂的晶体结构、功能基团和热力学性质。
此外，还可以采用密度泛函理论（DFT）、反应动力学模型和表面活性中心构建等方法，来解析碱催化剂的催化机理与反应动力学。
对于酸催化剂和酶催化剂的研究，常用的测试方法包括质谱仪、核磁共振、色谱-荧光检测法等。
三、催化剂的优化与改进针对催化剂的优化与改进工作，主要是通过改变催化剂的组成、结构和表面性质来提高其催化活性和稳定性。
对于碱催化剂而言，可以通过控制反应温度、反应时间、催化剂浓度和反应物质的配比等来实现催化剂的优化。
此外，也可以通过合成复合催化剂，提高催化剂的稳定性和选择性。
对于酸催化剂和酶催化剂而言，主要通过改变催化剂的酸性和表面性质来实现优化和改进。
此外，还可以通过制备催化剂的载体、纳米材料和多相催化反应来提高催化剂的性能。
四、催化剂研究的挑战与展望生物柴油制备中催化剂的研究仍然面临许多挑战。
制备生物柴油酯交换催化剂的研究进展
２０ ０６年 ３ 第 ４期 ４卷
广州 化工
・ ３ １ ・
制 备 生物 柴 油酯 交换 催 化 剂 的研 究进 展
陈鸿 庆 ， 皓 ， 峰 ， 余 彭 黄传容
（ 南理 工 大 学化 工 与能 源 学院 ， 东 广 州 ５０ ４ ） 华 广 １６ １
ＣＨＥ Ｈｏ ｇ ｑ ｎ ，ＹＵ ｏ，Ｐ Ｎ ｎ － ｉ ｇ Ｈａ ＥＮＧ ｅ ｇ，Ｈ ＵＡＮＧ ｈ ａ — ｏ ｇ Ｆ ｎ Ｚ ｕ ｎ ｔｎ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｈ ｍｉ ｌ ｎ ｎ ｒｙＥ ｇｎｅｉｇ ｏ ｔ ｈｎ ｉｅｓ ｙ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｅ ｃ ｄＥ ｅｇ ｎ ｉｅｒ ，Ｓ ｕｈＣ ｉａＵｎ ｒｉ Ｃ ａａ ｎ ｖ ｔ
随 着化石能 源 日益枯竭 ， 寻求可再 生 、 色环保 的新 能 绿 源是实现社 会可持续发 展的重要 战略 方向。 以生 物资 源为 来源的天然 油脂 可制得 生物柴油 ， 是典 型 的可再生 能源 ， 且 不含化石能 源中常见 的 Ｎ、 ， 减轻环 境负 担 ， Ｓ可 因此生 物柴 油的研 究利用受到 了越来越多研究者的关注。 天然油脂的主要成分是直链脂肪酸三甘油酯 ， 碳链 长度 在 １ ～２ ２ ６碳 数 ，一般 为偶 数碳链 ， 烧热 略低于 ２ 燃 柴 油 ， 可以作 为内燃机的燃料 ＿ 。但它 的粘 度为 ２ 油的 十倍 ， ｌ 柴 在柴油机中的雾 化能力 很差 ， 烧很不 完全 ， 燃 导致 在喷 油嘴 和阀门 口积碳严重 ， 直接使用 会缩 短柴油机的寿命 。降低粘 度的方法有 ： 和柴 油混 合使 用 、 化法 、 乳 高温 分解法 、 解法 裂 和酯交换法ｌ 。其 中， ２ 』 酯交换法工艺简单 、 能耗低 、 所得产 品 完全可以替代传统柴油在内燃机中使用 而副产品是高附 ３， 加值的甘油ｌ ， Ｅ前研究的重点 。 ｌ是 ｔ 酯交换 （ ｒｎｅｔ ｉｃｔ ｎ 是 在催 化剂 的存 在条 件 下 ， Ｔ ａｓｓｅ ｆａｉ ） ｒ ｉ ｏ 甘油三酸酯和醇（ 常为 甲醇 ） 反应 ， 生成脂肪 酸单 酯即生物柴 油 ， 产物是甘油 。由于该反 应是一个 可逆 分步平 衡反 应 ， 副 反应过程相当复杂 ， 可列 出的反应 式可 达 １ ２个… Ｉ。使 用催 化剂是提高反应速度增 加产 率的有效 手段 。常 用的催 化剂 有均相酸 、 碱催化剂 如 Ｈ Ｓ ４ Ｎ Ｏ ＮａＸＨ 、 ｉＯ 、 ａ Ｈ、 （ ； ３硬脂 酸钠 等 ， 生物酶催化剂 ， 多相催 化剂如 Ｃ ０、 ｎ ａ Ｚ Ｏ等 。本 文对油 脂酯 交换催 化剂 ， 包括它们 在反 应 中的特点 ， 势 以及所存 在 的 优
酯交换法制备生物柴油多相催化剂
首先，甲氧基直接攻击甘油酯分子形成一个 四面中间体。
反应原理及方程式
接着，这个四面中间体从 CaO 的表面夺走吸附的 H+，也可以直接从甲 醇那里夺走 H+，从而再一次产生甲氧基： 最后作用后的四面中间体进行分子重排生成脂肪酸甲酯，即生物柴油。 式中：R1，R2，R3代表长链烷基。
醇油摩尔比对FAME产率的影响
反应原理及方程式
首先，CaO 固体催化剂表面存在大量的 O2-， O2-能够从 H2O 分子中夺走一个 H+，从而生 成 OH接着与甲醇反应生成甲氧基和水： 甲氧基作为一个强碱性点，在酯交换反应中 具有很高的催化活性 同时，表面 O2-也能够直接和甲醇反应生成 甲氧基，在存在甲氧基的条件下，酯交换反 应开始发生。
固体碱催化剂
固定化酶催化剂
酶催化剂是一种由活细胞产生的大分子，是良好酯交换反应的催化剂，具有提 取简单、反应条件温和、醇小、甘油易回收和无废物产生等优点，但游离态脂 肪酶不易回收，价格昂贵，使其生产成本较高，限制了其在工业规模生产生物 柴油中的应用。具有稳定性高, 可重复使用, 能保留酶活性, 并有获得超活性的 可能，容易从产品中分离等优点，但它在高浓度甲醇中往往容易中毒，失去活 性。为了避免酶失活，需要使用较昂贵的酯交换剂如长链醇、短链酯等，或者 使用较复杂的制备工艺，这些都增加了生产成本。
催化剂用量对FAME产率的影响
固体碱催化剂的催化活性受碱强度和碱量影响， 通常碱量越大，反应速度越快。催化剂用量对 FAME 产率的影响如图 3.5 所示，其中反应温 度为 70℃，醇油摩尔比为 6:1。可见增加催化 剂用量能够增大反应表面积，加快反应速度和 提高转化率。当催化剂用量为大豆油质量的 1%时，FAME 产率为55%；当用量增加到 8%后， 产率迅速上升到 90%，而继续增加催化剂用量 对 FAME 转化率影响已经不明显，可能是反应 已经转为传质控制的结果，通过强化传质可以 进一步提高反应速度。由于通常使用的氧化钙 比表面积较小，采用高比表面积的氧化钙或负 载在高比表面积载体上的催化剂可以降低其用 量。但是，如果使用粒径过于细小的催化剂， 则不易过滤回收，容易造成产品夹带催化剂， 给催化剂的分离和生物。柴油产品提纯等后处 理过程带来困难，因而，选择适当粒径的催化 剂及其用量能获得最好的催化效果。
新型催化剂对猪油制备生物柴油的研究
Ｊ Ｕ ＮＷ
新 型 催 化 剂 对 猪 油 制 备 生 物 柴 油 的 研 究
白 斌， 陈 邦 ， 李 聪 ， 申烨华
（ 西北大学 合成与天然功能分子化学教育部重点实验室／ 新药研究所／ 化学与材料学 院， 陕西 西安 ７０ ６ ） １０９
摘要 ： 目的 以猪 油为原料 ， 对新 型 催 化 剂 Ｓ Ｌ制 备 生物 柴 油 的 工 艺进行 探 索。方 法 通过 单 因 Ｘ
ｍｅｈ ｎ ｌｔ ａ ｄ， ｈ ｍｏ ｎ ｆ ａ ａｙ ｔ ｅ ｃ ｉｎ ｔ ｎ ｂ ｏ ｉｓ ｌ ｉ ｌ ｎ ａ ｄ ｃ ｎ ｅ ｓ ｎ ｈ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｓａ ． ｔ ａ ｏ ｏ ｌｒ ｔ ｅ ａ ｕ ｔ ｔｌ ｓ ，ｒ ａ ｔ ｍｅ ｏ ｉｄ ｅ ｅ ｅｄ ａ ｄ ｌｒ ｏ ｖ ｒ ｉ ．Ｔ ｒ ｄ ｃ ｎ ｏ ｃ ｏ ｉ ｙ ｏ ｗａ ｌ ｚｄ ｂ ． ｎ ｈ ｔｏ ｆｎ ｔ ａ ｔ ｄ ｒ ａｙ ｅ ｙ ＧＣ ＭＳ ａ ｄ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ａｉｎ ｌ ｓ ｎ ａ ｄ ＢＤｌ ０ Ｒｅ ｕ ｔ Ｔ ｅ ｂ ｏ ｉｓ ｌ ｙｅｄ ａ ｄ ｌ ｒ ｏ ｖ ｒｉ ｎ ｏ ａ ０ ． ｓｌ ｓ ｈ ｉ ｄｅ ｅ ｉ ｌ ｎ ａ ｄ ｃ ｎ ｅ ｏ ｓ ｗ ｒ ｂ ｖ ８ ｕ ｄ ｒ ｈ ｐ ｉ ｌ ｅ ｃ ｉｎ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｈ ｉ ｏ ｏ ｅ ｔ ｏ ｉ ｄ ｅ ｅ ｅ ｅｆ ｔ ｃｄ ｍｅｈ ｌ ｓ ｅ ｅ ａ ｏ ｅ９ ％ ｎ ｅ ｅ ｏ ｔ ｔ ｍａ ａ ｔ ｏ ｄ ｔ ｎ ．Ｔ ｅｍａｎ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｆ ｏ ｉｓ ｌ ｒ ａｔ ａ ｉ ｔ ｙ 。 ｒ ｏ ｉ ｂ ｗ ｙ ｅ ｔｒ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｋ ｙ ｑ ａｉ ｎ ｅ ｓ ｏ ｒ ｄ ｃ ｓｗｅ ｅ ａ ｒ ｎ ａ ｈ ａｉｎ ｔ ｄ ｒ ｓ Ｃｏ ｃｕ ｉ ｎ Ｔ ｅ ｎ ｗ ｃ ｔ ｌｓ ｅ ｓ ｎ ｈ ｅ ｕ ｔ ｉ ｄ ｘ ｆｐ ｏ ｕ ｔ ｌ ｙ ｒ ｔｏ ｅ ｒｔ ｅ ｎ ｔ ａ ｓａ ａ ｄ ． ｎ ｌ ｓ ｈ ｅ ａａｙ ｔ ｏｌ ｎ ｏ Ｓ ｅ ｌ ｐ ｌ ａ ｌ ｏ ｌ ｒ ｒ ｎ ｅ ｔｒ ｃ ｔ ｎ ｏ ｉ ｄ ｅ ｅ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ＸＬ ｉ ｗ ｌ ａ ｐ ｉ ｂ ｅ ｔ ａ ｄ ｔ ｓ ｓｅ ｉ ａｉ ｆｂ ｏ ｉｓ ｌ ｅ ａ ａ ｉ ． ｓ ｃ ａ ｉ ｆ ｏ ｐ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｄ；ｎ ｗ ｃ ｔｌ ｓ ；ｂ ｏ ｉｓ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ：ｌｒ ｅ ａａ ｅ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｆ ｏ ａ ｄ ｗｊｈ ｎ ｗ ａ ａ ｙ ｔ ｏ ｉ ｓ ｌｐ ｅ ａ ａ ｉ ｒ ｍ ｌ ｒ ｔ ｅ ｃ ｔ ｌ ｓ ｏ
生物柴油生产过程中催化剂的选取研究
生物柴油生产过程中催化剂的选取研究生物柴油（Biodiesel）是一种由动植物油脂经化学反应制成的可再生生物能源，具有环保、可再生的特点。
由于其低碳排放和绿色环保的特性，越来越多的国家将生物柴油作为替代矿物燃料的战略性新兴产业，逐渐被汽车行业所接受。
在生物柴油的生产过程中，催化剂的种类和优化设计对于反应速率、产物纯度及催化剂寿命等方面都有很大的影响。
因此，研究生物柴油生产过程中催化剂的选取具有重要意义，以下将从催化剂的性能、表面活性、反应条件等方面进行探讨。
一、催化剂的性能催化剂是生物柴油合成的重要组成部分，它能够显著降低反应活化能，提高反应速率和反应选择性。
在选择催化剂时，需要考虑其化学成分、比表面积、结构以及酸碱性等因素。
常用的催化剂有碱式催化剂和酸式催化剂两种。
碱式催化剂通常采用具有碱性氧化物的金属（如NaOH、KOH等）作为催化剂，该类催化剂成分简单、价格低廉，而且易于处理和回收。
同时，碱式催化剂具有良好的催化效果、反应速率快、产物纯度高等特点，是生产生物柴油较为普遍的催化剂。
但与此同时，碱式催化剂也存在着一些问题，如反应选择性差、催化剂与产物很难分离等。
酸式催化剂通常采用固体酸、离子交换树脂等材料，具有一定的分子筛作用，能够将具有较长碳链的油脂分解为较小的链烃。
同时，酸式催化剂具有选择性较高、对不同原料具有较强的适应性等特点，是生产高质量生物柴油的理想催化剂。
然而，酸式催化剂也存在催化剂易失活、催化剂与产物难以分离等问题。
因此，鉴于不同催化剂存在较大的差别，催化剂的选定应综合考虑反应催化能力、反应率、产物选择性、催化剂成本和催化剂回收率等因素。
二、催化剂表面活性催化剂的表面活性是指其表面吸附能力及形态结构，具有直接影响反应速率及选择性的作用。
催化剂的表面活性通常由粒径、比表面积等因素所决定。
一个好的催化剂应当具有大比表面积、小粒径和较好的孔结构，以保证反应分子能够充分吸附接触，从而提高反应速率和催化活性。
第二代生物柴油制备过程中催化剂的选择优化
第二代生物柴油制备过程中催化剂的选择优化生物柴油的作为一种可再生能源，在近年来得到越来越多的关注和重视，而其中较为常见的一种生物柴油即为第二代生物柴油。
在第二代生物柴油的制备过程中，催化剂的选择及其优化极为重要，本篇文章将会就此方面展开深入的探讨。
一、催化剂的选择1、催化剂的基本属性催化剂是制备生物柴油过程中不可或缺的重要组成部分，它们与反应物一起沉淀在反应器底部，促进生物原料转化为生物柴油。
正是依靠催化剂的存在，许多能否实现的生产反应才能够得以顺利实现。
具体来说，催化剂具有以下基本属性：（1）活性：促进化学反应发生。
（2）选择性：仅针对特定的化学物质发生反应，而不去干扰其他的化学反应。
（3）稳定性：在反应中不发生化学变化，能够长时间使用。
2、催化剂的种类根据催化剂的作用和材料不同，目前可用于第二代生物柴油制备的催化剂主要有以下几类：酸性固体催化剂、碱性固体催化剂、氧化锆复合催化剂、硫酸锰催化剂、离子液体催化剂等。
不同种类的催化剂在酸碱性质、物理性质、稳定性等方面具有各自独特的特点，因此它们也有着各自的优缺点，需要在实际应用中结合具体反应条件进行选择。
二、催化剂的优化既然在生物柴油制备过程中催化剂至关重要，我们就有必要对催化剂的优化过程进行深入研究。
1、催化剂的优化方法目前，主要有以下几种方法用于提高催化剂的催化效率和稳定性：（1）更换活性成分：通过更换活性成分，提高催化剂对反应原料的选择性和活性，从而促进反应的进行。
（2）改变催化剂的表面性质：利用表面改性技术，可以使催化剂具有更大的比表面积，使其对反应物的吸附和解离更强烈，提高反应效率。
（3）催化剂的再生：用一些可再生的物质，如稳定剂、还原剂等来进行催化剂的再生，提高催化剂的使用寿命。
（4）催化剂的载体改性：通过改变催化剂的载体性质，提高催化剂的空间结构和环境适应性，从而提高反应效率和稳定性。
2、优化实例目前，国内外的研究人员们已经从多种角度对第二代生物柴油制备的催化剂进行了不懈的优化。
制备生物柴油所用催化剂的研究进展
（ ｒｖ ｃ ｌ ｅ ａｏａ ｒ ｏ ｕ ｎｒｙＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｙ ｎ ａ ｏｍ ｎ ｅｓｙ Ｋ ｕ ｉ ５０ ２ Ｐｏｉ ｉ ｙＬｂ ｒ ｏ ｆ ｒ Ｅ ｅｇ ｎｉ ｅ ｎ ， ｕ ｎ Ｎ ｒａ Ｕ ｉ ｒｔ， ｕ ｎ ６ ０９ ） ｎ ａＫ ｔｙ Ｒ ａ ｌ ｎ ｉ ｎ ｌ ｖ ｉ ｍ ｇ
制备生 物柴 油所 用催化剂 的研究进展
张世敏 ， 张无敌 。 尹 芳
（ 南师 范大 学 云 南省农村 能源工程 重点 实验 室 ， 南 昆明 云 云 摘
６０９ ） ５０２
要： 生物 柴 油作为 一种 清 洁的可再 生 能源 ， 以 由动植 物 油脂通 过 酯交换反 应 来制备 。， 可 本
了生 物柴油 。
１ １ ２ 传 统 型 液 体 酸 ．．
矿物柴油接近的生物柴油 ， 十六烷值达到 ５。本文 Ｏ 就 国 内外多 种催 化剂 在油脂 酯交 换反 应 中的应用 进
行ｊ 寸论
收 稿 日期 ２０ ０７—０ —１ ９ ５ 修 订 稿 日期 ２０ （７—０ —２ １ ９ ０
基金项目： 国家 自然科学基金 （０ １０４ 资助。 ９６０ ３ ）
作者简介： 张世 敏 （９ １ ， ， 士研 究 生 。 １８ ～）男 硕
酸催化 剂可 以摆脱 原料 油 中游离脂 肪 酸含量 的
严 格 限制 ， 可 以省掉 预处理 这一 步骤 ， 还 从而 大大地
・
４ ９３ ・
维普资
节 省 原 料 油 。酸 催 化 酯 交 换 反 应 过 程 Ｌ 一 般 用 卜 『
Ａｂｓｒ ｃ ： ｉｄ ｅ ｅ ｓ ａ ｋｎ ｆｃｅ ｄ ｒ ｎ ｗａ ｅ ｅ ｅｇ ，ｗｈ ｃ ａ ｅ ｐ ｏ ｕ ｅ ｙ ｔａ ｓ ｓｅｉ ｃ ｔ ｎ ｒ— ｔ ａ ｔ Ｂ ｏ ｉｓ ｌｉ ｉｄ ｏ ｌａ ａ ｅ ｅ ｂｌ ｎ ｒ ｎ ｎ ｙ ｉｈ Ｃ ｂ ｒ ｄ ｃ ｄ ｂ ｒｎ ｅ ｔｒ ａｉ ｅ ｎ ｉ ｆ ｏ ａ ｔ ｎ ｏ ｅ ｅａ ｌ ｉｓｏ ｉ ｌｆｔ ｃｉ ｆｖ ｇ ｔ ｅ ｏｌ ｒａ ｍａ ａ ．Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｓ ｍｍａ ｉｅ ｎ ａａｙ ｔ ｏ ｉｄ ｅ ｅ ｒｄ ｃｉｎ ｉ ｅ ｅ ｔ ｏ ｂ ｎ ｉ ａ ｅ ｕ ｒ ｓｍａ ｙ ｃ ｔ ｓｓｆｒｂ ｏ ｉｓ ｌｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｒｃ ｎ ｚ ｌ ｏ
生物柴油生产中催化剂的研究与开发
生物柴油生产中催化剂的研究与开发生物柴油在当今的能源领域中备受瞩目，因为它可以作为可持续的能源替代传统的石油能源。
生物柴油和传统的柴油非常相似，但是由生物质制成，这让它的环保性和经济性在很大程度上得到了保证。
生产生物柴油的过程中，催化剂扮演着非常关键的角色。
催化剂可以提高反应速率、降低反应温度和增加选择性，因此也能够节省能源和生产成本。
目前，许多研究机构和公司正在致力于研究和开发更加高效、环保和经济的生物柴油催化剂。
首先，让我们了解一下生物柴油的生产过程。
生产生物柴油通常采用酯化反应或脱水氢解过程。
在酯化反应中，催化剂通常是碱催化剂，例如碳酸钠、氢氧化钾或氢氧化钠，这些催化剂通常具有高的反应速率和成本效益。
在脱水氢解过程中，催化剂通常是固体催化剂或酸性催化剂，例如硅铝酸和蒙脱土，这些催化剂可以提高反应的选择性和收率。
碱性催化剂在某些方面具有不足之处。
首先，它们严重依赖于反应条件，例如温度、反应时间和反应物比例。
如果反应条件不受控制，则可能会产生不同的副反应和产物。
其次，碱性催化剂通常不是可再生的，它们会随着反应的进行而被消耗掉。
这意味着它们需要被替换或回收，这会增加生产成本和环境风险。
因此，固体酸性催化剂被认为是一种更加环保、高效和经济的催化剂。
固体酸性催化剂依赖于溶解度差异，它们可以在反应体系中形成稳定的单磷酸盐和其它离子。
芳香基磺酸是一种广泛应用的固体酸性催化剂，它具有极强的脱水氢解活性和高的选择性。
相对于碱性催化剂，它更加稳定和可再生，不会被消耗掉，这意味着它可以降低生产成本并减少生产废物和污染。
尽管这些新型催化剂有着许多优点，但是它们仍然面临着一些挑战和障碍。
首先，一些新型催化剂材料较为昂贵，而且生产过程也比较复杂。
其次，由于反应条件的限制和材料的不稳定性，一些新型催化剂通常不具有太大的鲁棒性。
在生产中，对于催化剂的高度鲁棒性要求非常高，因为它们需要在极端的温度和压力下保持稳定和高效。
最后，催化剂也会因技术问题或错误的操作而失效，这需要更多的研究来制定最佳的正确实验方案和操作流程。
生物柴油催化剂的研究进展
生物柴油催化剂的研究进展生物柴油催化剂的研究进展来源: 生物技术世界随着经济的快速发展，全球的能源需求量日益增加；而全球范围的石化能源储量正逐渐减少，并且使用石化能源所引起的环境污染更是人类面临的大问题。
因此开发绿色可再生、环保的替代性燃料已成为本世纪人类最重要的研究课题之一。
在这种形势下，生物柴油作为可替代石化柴油的清洁液体生物燃料，具有巨大的潜力和广阔的市场前景。
目前工业上生产生物柴油采用的是酯基转移作用或酯交换反应，即用动物油脂或植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性或碱性催化剂和高温条件下进行酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，即得生物柴油（反应原理见图1）。
酯交换反应催化剂包括碱性催化剂、酸性催化剂、生物酶催化剂等。
下面介绍在酯交换反应中催化剂的研究情况。
酸性催化剂酸性催化剂包括易溶于醇的催化剂（如硫酸、磺酸等）和各种固体酸催化剂。
在工业中，最常用的酸性催化剂是浓硫酸和磺酸或两者的混合物。
强酸型阳离子交换树脂和磷酸盐是两类典型的酯交换固体酸催化剂，但都需要在较高的温度和较长的时间下反应，且转化率比较低，催化剂的使用寿命短，因此限制了工业应用。
由于酸催化工艺的反应速率较低，在国内外的生物柴油生成装置中，很少采用酸催化的酯交换工艺。
目前，工业中主要是利用酸性催化剂对酸值较高的油脂进行预酯化，然后利用碱性催化剂催化酯交换反应。
碱性催化剂碱性催化剂是酯交换法生产生物柴油中使用最广泛的催化剂，主要有两类：易溶于甲醇的KOH、NaOH、NaOCH3等催化液相反应的无机碱催化剂，以及强碱性阴离子交换树脂、阴离子型层柱材料、分子筛、碱（土）金属氧化物、碳酸盐等催化多相反应的固体碱催化剂。
1、无机碱催化剂传统的酯交换反应常采用液相催化剂，如甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾的油溶液等，用量约为1% （油重）左右，反应温度一般是甲醇的沸点，反应速度快，转化率高；但同时也存在着明显的缺点，如反应完成后产品中和洗涤产生大量的工业废水，造成环境污染，这也正是急需改进的一个方面。
生物柴油合成催化剂的研究进展
碱 性催化 剂是 酯交换 法生 产生 物柴油 中使用最 广泛 的催化 剂 ， 主要 有 ２类 ： 溶 于 甲 醇 的 ＫＯＨ、 易
Ｎａ ＯＨ、 Ｈ。 Ｃ ＯＮａ 等催 化液 相反应 的无 机碱催 化剂 ， 以及强 碱性 阴离 子交换树 脂 、 阴离 子型层柱 材料 、 分
６一（ ＆＋ＲＨ Ｈ０ｃ ３Ｏ ） 一 ＇
Ｉ
Ｃ （Ｏ —Ｒ Ｈ２ ） Ｃ 一（ ｃ ３ 。
一
， （ ＆＋６一Ｈ 一） ０ｃ 一 Ｈ０
１
Ｒ－ Ｏ ） － Ｒ － ＯＣ １ ２ ０ ２ — Ｈ
子筛 、 （ 金属 氧化 物 、 酸盐等 催化 多相反应 的 碱 土） 碳
一
酸等 ） 和各 种 固体酸催化 剂 。在工业 中， 常用 的酸 最
性催 化剂 是浓硫 酸和磺 酸或 二者 的混合物 。强酸 型
阳离 子交 换树脂 和磷 酸盐是 ２类典 型 的酯 交换 固体
酸催 化剂 ， 但都 需要 在 较高 的温 度 和较 长 的 时 间下 反应 ， 转化率 较低 ， 化 剂 的 使用 寿 命 短 ， 且 催 因此 限 制 了工 业 应 用［ 。 由 于 酸催 化 工 艺 的 反 应速 率 较 １ ］
Ｈｕ ａ ｉ Ｑｕ ｎ。Ｃａ ｅ ｉｎ ｏＸｕ ｌａ
（ ｌ ｇ ｆＣｈ ｍ ｉａ ｇｎ ｅ ｉｇ，Ｑｉ ｇ ａ ｉｅｓｔ Ｃｏ ｌ ｅｏ ｅ ｃ ｌ ｅ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｄ ｏ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｙ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｑｉｇ ａ ６ ０ ２ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎ ｄ ｏ ２ ６ ４ ，Ｃｈｎ ） ｉ ａ
随着 经济 的快 速 发 展 ， 全球 的能 源 需求 量 日益 增 加 ； 另一方 面 ， 而 全球 范 围的石化 能源储 量正 逐渐 减 少 ； 且使用 石化 能 源所 引 起 的环 境 污染 更 是 人 并 类 面 临的一大 问题 。因此 ， 发绿 色可再 生 、 开 环保 的 替代性燃 料 已成 为本世 纪人类 最重 要 的研 究课题 之
生物质催化转化制备生物柴油研究
生物质催化转化制备生物柴油研究随着能源需求的不断增长，人类对于替代传统石化燃料的新型能源的需求也变得愈加迫切。
在这种形势下，生物质催化转化制备生物柴油便应运而生。
本文将从生物质催化转化制备生物柴油的定义、制备过程和应用前景等方面深入探讨相关的研究内容。
一、生物质催化转化制备生物柴油的定义生物质催化转化制备生物柴油是一种以天然生物质为原料，通过化学反应或生物发酵技术将其转化为可用于代替传统石化燃料的柴油。
该技术可以将废弃的植物、动物和微生物等生物质资源，转化为高效、环保的生物柴油，成为解决能源危机和环境污染问题的有效途径。
生物质催化转化制备生物柴油的核心技术是催化转化技术。
利用催化剂加速生物质反应实现生物质组分的升级，并在特定的条件下进行反应，制备出符合规格的生物柴油。
二、制备过程1.生物质的预处理生物质的预处理是生物柴油制备的关键步骤之一。
主要包括生物质的破碎、解酸、水洗、干燥等处理过程。
目的是将生物质中的非结构化组分转变为结构化组分，提高生物柴油产率并减少催化剂的污染。
2.催化转化催化转化是将生物质组分通过催化剂的作用进行分解和转化，产生生物柴油的过程。
主要是固定化催化剂或溶液催化剂的加入，利用化学反应或生物法反应，将生物质转化为生物柴油。
3.分离纯化将反应后的混合物进行分离纯化，提取出生物柴油。
三、应用前景生物质催化转化制备生物柴油是一项前沿的能源研究领域，具有广阔的应用前景。
首先，生物质催化转化制备生物柴油的生产过程几乎不产生任何有毒有害物质，不仅能够环保节能，而且生产过程中的废弃物可以用于肥料和沼气等领域的再利用。
其次，生物柴油与传统柴油相比，能够减少排放碳氧化物和颗粒物，有效地缓解了全球变暖和空气污染等环保问题。
最后，生物柴油是一种新型的可再生能源，在替代传统柴油方面具有广阔的市场前景和政策支持。
综上，生物质催化转化制备生物柴油是生物质能源利用的重要方向之一，具有巨大的潜力和应用前景。
催化合成生物柴油技术综述
PETROLEUM & PETROCHEMICAL TODAY石油化工2019年第27卷第12期39催化合成生物柴油技术综述张雁玲，王家兴，郭世刚，凌凤香，张会成（中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，辽宁大连116000）摘 要：生物柴油因具有优越的环保性、可再生性及使用安全性而受到广泛关注，是优质的石化柴油替代品，具有重要的经济和社会效益。
本文介绍了生物柴油的国内外标准化现状，综述了通过酯化反应制备生物柴油的方法，包括均相及非均相的酸碱催化法、生物酶催化法及超临界催化法，分析了各种方法的制备过程、反应结果以及存在的问题，提出了生物柴油规模化发展的关键是开发高活性、高稳定性、高利用率的廉价催化剂以及环保且性价比高的生产工艺。
关键词：生物柴油 催化 研究 进展随着石油资源的日渐枯竭、车辆柴油化的日益加快以及人们环保意识的不断提高，极大地促进了世界各国寻找替代燃料的开发进程。
生物柴油是通过植物油（如大豆油、花生油、菜籽油等）、废弃的餐饮油和动物脂肪等原料中的脂肪酸甘油三酯与低碳醇（主要是甲醇）通过酯交换反应制备的以脂肪酸单酯为主的新型燃料，主要由含有14～24个偶数碳原子的长链脂肪酸甲酯组成，其中饱和脂肪酸甲酯主要为 C 14:0～C 24:0，不饱和脂肪酸甲酯主要为 C 16:1～C 22:1，C 18:2～C 20:2和 C 18:3。
生物柴油中几乎不含硫，尾气中颗粒物含量及CO 排放量较低，具有优良的环保性能；生物柴油的黏度值较大，可降低发动机部件之间的磨损率，延长使用寿命；生物柴油中氧含量高，十六烷值高，具有良好的燃烧性能；生物柴油的闪点较高，便于运输和存储；生物柴油具有良好的降解性，不会危害人体健康及污染环境。
酯交换法是制备生物柴油最常用的方法，根据催化方式的不同可分为均相及非均相的酸碱催化法、生物酶催化法及超临界催化法。
本文综述了生物柴油的标准化发展现状以及酯交换法制备生物柴油的过程、反应结果以及优缺点等，并对生物柴油的发展前景进行展望。
使用多相催化剂生产生物柴油
使用多相催化剂生产生物柴油
钱伯章
【期刊名称】《精细石油化工进展》
【年(卷),期】2005(006)001
【摘要】Diester工业公司在法国塞特建设160kt／a脂肪酸甲酯(FAME)的新装置将于2005年底投产，这将是采用Axens公司Esterfip—H工艺的第一套工业化装置。
塞特装置的建设符合欧盟指令2003／EC3117目标要求，该指令要求到2010年使生物燃料用量达到5．75％。
生物燃料可减少温室气体总排放量和使欧盟减小对原油进口的依赖。
生物柴油的主要组分FAME通过植物油如菜子油、大豆油和葵花子油来生产。
【总页数】1页(P58)
【作者】钱伯章
【作者单位】金秋石化科技传播工作室
【正文语种】中文
【中图分类】TE626.24
【相关文献】
1.迪斯特用多相催化剂生产生物柴油 [J],
2.使用多相催化剂生产生物柴油 [J], 钱伯章
3.多相催化剂用于制备生物柴油的研究进展 [J], 徐娟;包桂蓉;王华
4.多相催化剂在生物柴油生产中的研究进展 [J], 于峰;张琪;王会刚;张继龙;袁美娟;李瑞丰
5.采用浸渍硅藻土作为多相催化剂从废植物油中生产生物柴油(英文) [J], Edward Modiba;Christopher Enweremadu;Hilary Rutto
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
多相催化剂的制备及其催化生物质转化制备呋喃性能研究 新能源专业
多相催化剂的制备及其催化生物质转化制备呋喃性能研究摘要随着中草药产业的壮大发展,近几年，平均每年舍弃的炉底药渣的重量在3千万吨上下浮动，而应当集中销毁的废弃草药渣也已超过70%。
现今对于这些废弃资源的处理办法一般为焚烧、堆积以及填埋，但是这样严重浪费了中药的资源，同时也破坏了环境。
所以有关中草药渣等生物质能源的研究逐渐兴起，生物质原料可以通过催化转化为环保、绿色的化学原料具有十分重要意义。
糠醛作为一种最重要的生物质呋喃的主要来源，可以通过催化加氢实现糠醛转化为糠醇等重要化学产品。
本课题主要对镍掺杂的多相碳化钨催化剂（Ni-WC）在生物质催化转化领域进行了一系列研究。
对大血藤粉末、偏钨酸铵、去离子水和醋酸镍等原材料进行溶解、搅拌和烘干，并高温煅烧，制备了碳化钨催化剂和含镍碳化钨（Ni-WC）催化剂。
并对催化剂进行测试，通过XRD物相对比,发现含镍的偏钨酸铵的主要物相特征比无镍掺杂时的更为明显，催化剂的性能更强，催化剂的稳定性和选择性更高。
在此基础上做了碳化钨物催化剂（Ni-WC）对糠醛加氢性能影响的实验。
镍掺杂对中草药渣炭负载碳化钨催化糠醛加氢性能的分析，实验结果表明镍掺杂的催化剂不仅对糠醛转化率有明显的提升效果，而且对不同反应产物的产率有提升作用。
关键词：呋喃；糠醛；生物质；碳化钨；Ni-WC催化剂；AbstractWith the growth and development of Chinese herbal medicine industry, the annual discharge of Chinese herbal medicine residue in China has reached 70 million tons, and the amount of Chinese herbal medicine residue to be treated accounts for about 70%, which is rich in resources. At present, it is mainly treated by stacking, incineration and landfill, and this traditional treatment method not only pollutes the environment but also wastes resources. General Secretary Xi proposed to strive to reach the peak of carbon dioxide emissions by 2030, and strive to achieve carbon neutrality by 2060. Therefore, the research on biomass energy such as Chinese herbal medicine residue is gradually rising. It is of great significance that biomass materials can be converted into environmental friendly and green chemical materials through catalysis.Furfural, as the most important source of biomass furan, can be converted into furfural alcohol and other important chemical products by catalytic hydrogenation. In this project, a series of researches on Ni doped heterogeneous tungsten carbide (Ni -WC) catalysts in biomass catalytic conversion were carried out. Tungsten carbide and nickel containing tungsten carbide (Ni -WC) catalysts were prepared by dissolving, stirring, drying and calcining raw materials such as Sargentodoxa powder, ammonium metatungstate, deionized water and nickel acetate. Through XRD phase comparison, it is found that the main phase characteristics of ammonium metatungstate containing nickel are more obvious than those without nickel doping, the performance of the catalyst is stronger, and the stability and selectivity of the catalyst are higher. On this basis, the effect of tungsten carbide catalyst (Ni -WC) on the hydrogenation performance of furfural was studied. The effect of nickel doping on the catalytic performance of Chinese herbal medicine residue carbon supported tungsten carbide for furfural hydrogenation was analyzed. The experimental results showed that the nickel doped catalyst not only improved the conversion of furfural, but also improved the yield of different reaction products.Key Words：furan; Furfural; Biomass; Tungsten carbide; Ni -WC catalyst;目录第一章绪论 (5)1.1研究背景及意义 (5)1.2糠醛的来源及其生产方法 (6)1.2.1 糠醛及其衍生物用途 (7)1.2.2 糠醛催化加氢反应机理 (9)1.3 生物质原料制备FF和HMF过程中存在的问题 (9)1.4 本文研究目的与内容 (10)第二章多相催化剂的制备其催化生物质转化制备呋喃的方法 (11)2.1实验原料 (11)2.2主要实验仪器与设备 (11)2.3 中草药渣炭负载碳化钨催化剂的制备 (12)2.3.1 中草药渣粉碎处理 (12)2.3.2 中草药渣浸渍钨盐 (12)2.3.3 原位热解渗碳还原以及热解固体钝化处理 (13)2.4 生物质基糠醛加氢制备呋喃类化合物 (13)2.5 中草药渣原位热解渗碳过程中钨物相表征 (14)2.5.1XRD工作原理 (14)2.5．2表征方法 (14)2.6 生物质基糠醛加氢产物定性与定量分析 (15)2.6.1 定性分析 (15)2.6.2 定量分析 (15)2.4.4糠醛的产率计算 (19)第三章镍掺杂对中草药渣原位热解渗碳过程中钨物相的影响 (20)3.1 引言 (20)3.2 实验内容 (20)3.3 结果与讨论 (20)3.3.1 中草药渣原位热解渗碳制备碳化钨过程中钨元素的物相变化 (20)3.3.2 中草药渣炭负载镍掺杂碳化钨制备过程中钨元素的物相变化 (21)3.4 本章小结 (22)第四章镍掺杂对中草药渣炭负载碳化钨催化糠醛加氢性能的影响 (23)4.1 引言 (23)4.2 实验内容 (23)4.3 结果与讨论 (23)4.3.1 催化剂用量对糠醛加氢效果的影响 (23)4.3.2氢气压力糠醛加氢产物选择性的影响 (26)4.4 本章小结 (28)第五章结论与展望 (30)5.1 结论 (30)5.2 展望 (30)致谢 (32)参考文献 (34)第一章 绪论1.1研究背景及意义随着人民生活水平的提高对能源的需求量的不断增加和传统化石能源的过度使用带来了严重的化石能源危机和环境污染，油田正在枯竭，化石燃料燃烧产生的二氧化碳的排放正在影响地球的气候，这也是发展中国家所面临的严重阻碍。
生物柴油的催化合成研究的开题报告
生物柴油的催化合成研究的开题报告一、研究背景生物柴油是绿色能源发展的重要方向之一。
它是由动植物油脂或其他生物质资源经过化学反应加工制成的新型燃料，具有环保、可再生和减少化石能源使用等优点。
然而，传统的生物柴油生产方法存在一定技术瓶颈，如原材料限制、生产成本高等问题。
催化合成技术是解决以上问题的有效途径之一。
二、研究目的本研究旨在利用催化合成技术高效地生产生物柴油，通过探索催化剂种类、反应参数、催化剂改性等不同因素对催化合成反应的影响，实现生物柴油制备的优化和高效化。
三、研究思路本研究将采用以下研究思路：1. 研究不同类型的催化剂对生物柴油催化合成反应的影响；2. 确定催化剂的最佳催化剂浓度、反应温度、反应时间等反应参数；3. 控制反应条件，测试不同原材料合成生物柴油的产率；4. 研究催化剂改性对反应的影响，寻找催化剂性能提高的方法。
四、研究内容1. 生物柴油催化合成反应机理的研究；2. 催化剂种类的研究及不同催化剂的催化效率比较；3. 反应参数的研究，包括催化剂浓度、反应温度、反应时间等；4. 催化剂改性的研究及改性后的催化效果测试；5. 实验结果分析，确定最优的反应条件和催化剂。
五、研究意义1. 实现生物柴油的高效、低成本生产，提高生物柴油的市场竞争力；2. 探索新型催化剂的开发，推动催化合成技术的发展；3. 对未来绿色能源的发展有着极大的推动作用，符合国家科技发展方向。
六、研究方法本研究将采用以下研究方法：1. 实验法：采用多组实验，研究生物柴油催化合成的影响因素，寻找最优反应条件；2. 分析方法：采用GC-MS等化学分析方法，对反应产物进行分析和鉴定；3. 统计学方法：以产率、反应温度、反应时间、催化剂浓度等多个指标为研究对象进行统计学分析。
七、预期成果本研究预期能够探索到不同催化剂对生物柴油催化合成的影响，确定最优反应条件，开发新型催化剂，实现高效、低成本、可持续的生物柴油生产。
此外，还将采用科研成果输出、学术论文发表等途径，向外界展示具有实际意义的研究成果。
多相催化酯交换制备生物柴油的过程强化技术研究进展
多相催化酯交换制备生物柴油的过程强化技术研究进展王思粉;冯丽娟;李先国
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2010(029)0z2
【摘要】近年来,多相催化酯交换制备生物柴油因其环境和经济效益突出而成为研究热点.但由于多相催化过程存在的非均相和催化界面导致酯交换反应时间过长、转化率低.针对多相催化酯交换生物柴油中存在的这些问题,人们研究了一些过程强化技术.本文概述了近期有关超声波、微波等过程强化技术在多相催化酯交换制备生物柴油中的应用.
【总页数】5页(P115-119)
【作者】王思粉;冯丽娟;李先国
【作者单位】中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东青岛266100;中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东青岛266100;中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东青岛266100
【正文语种】中文
【中图分类】TK6
【相关文献】
1.新型反应器和过程强化技术在生物柴油制备中的应用研究进展 [J], 孙培永;张利雄;姚志龙;闵恩泽
2.制备生物柴油固体催化剂及过程强化研究进展 [J], 廖尾英;蔡建国;王世文
3.超临界酯交换法制备生物柴油工艺基础及其过程强化技术研究 [J], 马震;银建中;商紫阳;王亚琼;徐刚;修志龙
4.酯交换制备生物柴油过程强化技术研究进展 [J], 潘凯;吴炼;钟浪声;甘激文;潘丽珠;颜涛;郭佳文
5.酯交换技术制备生物柴油催化剂研究进展 [J], 戴勇;邵荣;吴俊
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
多项催化剂与生物柴油制备的发展现状
08无机非樊峻
随着地球上、石油等化石能源储量的日益减少，能源需求的不断增长，以及化石燃料造成的污染问题，开发新的、对环境无害的、非石油类的可再生能源是未来能源发展的主体思路。
生物柴油是利用植物油脂或动物油脂等可再生资源制造出来的可以替代石化柴油的清洁新型燃料，主要成分为软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等长链饱和与不饱和脂肪酸同甲醇或乙醇所形成的酯类化合物。
与常规柴油相比，生物柴油具有更好的环保陛、低温启动性、润滑性、安全性、燃烧性、可再生性等?。
因此，生物柴油的研制与开发已引起了世界各国的普遍关注。
生物柴油的制备方法主要有：物理方法(直接使用和混合法、微乳法)和化学方法(热裂解法和酯交换法)。
相比之下，酯交换法是一种较好的生物柴油生产方法。
酯交换(Transesterification)是在催化剂存在或者高温高压条件下，甘油三酸酯和醇(常为甲醇)反应，生成脂肪酸甲酯即生物柴油，副产物是甘油。
常用的催化剂有酸、碱、酶催化剂。
按相数可分为均相催化剂和多相催化剂。
现在工业生产方法大都采用强碱或强酸作催化剂的均相催化酯交换法，但催化剂与产品的分离困难，产品纯化和分离过程中排出的洗涤废水对环境会带来污染。
而多相催化剂可以解决催化剂分离问题，且反应条件温和，催化剂可重复使用，容易采用自动化连续生产，对设备无腐蚀，对环境无污染等优点。
因此采用多相催化剂催化油脂酯交换反应成为研究的热点。
1 固体酸催化剂
固体酸是具有给出质子和接受电子对的固体，即具有Bronsted酸活性中心和Lewis酸活性中心。
固体酸作为制备生物柴油的催化剂具有在反应条件下不容易失活，对油脂的质量要求不高，能催化转化酸值和含水量较高油脂的优点，尤其适合以废餐饮油为原料生产生物柴油。
但其反应时间往往较长，反应温度较高，需要添加共溶剂等才能达到较高的产率。
东京理工大学的研究人员开发出一种新型的固体酸催化剂，用于生产生物柴油，具有比其他固体酸催化剂高8倍以上的活性。
这种催化剂由磺化焦糖制成，既便宜又可以回收，并且在高达180℃的温度下仍保持工作。
该研究小组首先将糖、淀粉或纤维素部分碳化，该反应产生多环芳碳薄片，然后用硫酸将其磺化以产生用羟基、羧基和磺基浸渍的无定形碳薄片，最终得到的黑色粉末可以制成硬质小球或薄片。
这对于大规模柴油生产是一种有用的性能。
2 固体碱催化剂
固体碱主要是指可向反应物给出电子的固体，作为催化剂其活性中心具有极强供电子或接受电子能力。
它作为制备生物柴油的催化剂具有反应活性比较高、选择性好、易于产物分离、可循环使用、对反应设备腐蚀性小、转化率比传统的酸碱催化高得多等优点，是目前研究得最多的催化剂。
但固体碱易吸收H20和CO2等酸性分子而中毒，且由于是多相反应体系，因此与传统酸碱催化油脂酯交换相比，反应速度要慢一些。
固体碱主要包括非负载型固体碱和负载型固体碱，而非负载型主要包括金属及其氧化物、阴离子交换树脂、水滑石及类水滑石固体碱。
此外，一些学者也研究了有机负载型固体碱，Sercheli等[ 将双胍负载到MCM-41分子筛上，在反应温度70℃、甲醇与大豆油摩尔比为6:1、催化剂用量(占大豆油的摩尔分数)1％的条件下，反应5h，脂肪酸甲酯的收率达92％。
Georges等[ ]首先合成可溶性缩二胍，并将它固定在聚苯乙烯上，以此为催化剂进行了油脂酯交换的研究。
试验采用不含游离酸的油，反应温度为70℃，甲醇：油：催化剂=2.3:1:0.02(摩尔比)，结果显示，反应30 min，酯交换转化率接近94％。
3 固定化酶催化剂
酶催化剂是一种由活细胞产生的大分子，是良好酯交换反应的催化剂，具有提取简单、
反应条件温和、醇用量小、甘油易回收和无废物产生等优点，但游离态脂肪酶不易回收，价格昂贵，使其生产成本较高，限制了其在工业规模生产生物柴油中的应用。
固定化酶因其具有稳定性高，可重复使用，能保留酶活性，并有获得超活性的可能，容易从产品中分离等优点，但它在高浓度甲醇中往往容易中毒，失去活性。
为了避免酶失活，需要使用较昂贵的酯交换剂如长链醇、短链酯等，或者使用较复杂的制备工艺，这些都增加了生产成本。
4 总结
生物柴油属环境友好型燃料，是常规的化学柴油的优良替代品，受到众多研究者的关注。
酯交换法是由天然油脂制备生物柴油的重要方法，有着广阔的发展前景。
由于均相催化剂催化油脂酯交换反应制备生物柴油催化剂和产物分离困难，需中和洗涤而带来大量的工业废水污染环境，后处理步骤多。
因此，研制出高效、廉价的多相催化剂有着非常重要的意义。
今后的研究应关注以下几个方面：(1)研制高比表面积的催化剂材料。
因这种材料比表面积高，固体颗粒小，在液体中的分散性好，催化活性高，用于催化酯交换反应有望获得较好的结果，如纳米级粉体形态的碱性固体材料。
(2)弄清楚多相催化剂活性和选择性产生的原因及其相关影响因素。
从微观结构上描述其表面特性，弄清催化机理。
(3)对于固体酸催化剂，需要寻找高效的催化活性组分来弥补其不足。
(4)对于固体碱催化剂，需解决其容易吸收H20和CO：而中毒，催化活性降低的问题。
负载型固体碱，需进一步研究廉价的、合适的载体。
(5)对于固定化酶催化剂，需要选择载体适宜的高效固定化酶催化剂，增加其寿命，降低使用成本。
总之，应从提高催化剂的催化活性、增强催化剂的抗中毒能力、增加循环次数等方面来研究从而减少生产成本。
固体催化剂始终是酯交换反应催化剂的发展方向。