SO4^2-负载型固体酸催化制备生物柴油

ｌ 实 验 部 分
１ ． １ 实 验 材 料
将 大豆 油 、 甲醇和催 化 剂以一定 的摩 尔 比 。 放入 １ ０ ０ ｍＩ 的带 聚 四氟 乙烯 内衬 的不 锈 钢 反 应 釜 中 。 放 入转子 ， 将 反应 釜放 人 带 温 度 控制 和 搅 拌 功 能 的
油 浴 锅 中 。在 一 定 温 度 下 反 应 一 定 时 间 后 ， 将 反 应
所） ， 氢火 焰 检测 器 。采 用 内标 法 ， 以二 十烷 为 内标
定量 去离 子水 中 ， 快 速搅 拌下 ， 分 别按 （ Ｓ ｎ ）
： ” （ Ｓ ｉ ） 为 ｌ： ０ ， ５：１ ， １： ２的 比例 ， 先 后加 入 一 定 量的Ｓ ｎ Ｃ １ ・５ Ｈ （ ） 和 一 定量 的 白炭 黑 。搅 拌 １ ｈ
Ｓ ｎ （ ） 和 Ｓ ｉ Ｏ 。为载体 制备 了一 系列 ｓ （ ） 。 负 载型 固
体 酸催 化剂 ， 考察 了不 同载体 、 不 同焙烧 温度 下 的催 化 剂用 于制 备生 物柴 油 时 的催 化 活性 ， 并 对 催 化 剂 欠活原 因进 行 了探讨 ， 对催 化剂 的再生 进行 了实 验 。
根 被 甲醇淋 洗掉 ； 催 化 剂 表 面 的 活 性 位 被 油 和 甲 酯 所 覆 盖 。 使 用 过 的催 化 剂 通 过 焙 烧 ， 重新 浸渍硫
酸溶液 再焙 烧后 ， 其 活性 得 以 恢 复 。
关 键词 ： Ｓ （ ）
负载 型 固体 酸 ； 生物柴 油 ； 催 化 活 性 文 献标 识码 ： Ａ
Ｓ Ｏ ４ ２ 一 负 载型 固体 酸催化制备生物柴油
乔 仙 蓉 ， 李 福 祥
（ １ ． 山西Ｔ程职业技术学院 ， 太原 ０ ３ ０ ０ ０ ９ ； ２ ． 太原理Ｔ大学 精细化Ｔ研究所 ， 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ）
摘 要 ： 以 浸 渍 法 制 备 了不 同 裁 体 的 Ｓ （ ） 负载型 固体 酸催化 剂 ， 用 于 催 化 制 备 生 物 柴 油 。 考 察 了 不 同 载 体 及 不 同焙 烧 温 度 下 的 催 化 剂 活 性 ， 并 对 催 化 剂 的 失 活 和 再 生进 行 了研 究 。 结 果 表 明 ， 本 实验 制 备 的 Ｓ （ ） 负 载 型 固体 酸 催 化 剂 催 化 制 备 生 物 柴 油 时 具 有 较 高 活 性 ， 最 佳 实验 条 件 下 ， ｌ ０ Ｏ℃ 反 应 ｌ ３ ｈ， 脂肪 酸 甲酯收 率达 ９ Ｏ 以上 ； Ｓ ｉ Ｏ２为 载 体 时 催 化 剂 在 １ ｏ ｏ ℃ 的 干 燥 温 度 下 催 化 活 性 较 高 ，Ｓ ｎ （ ） ：为 载 体 时 催 化 剂 在 ４ ５ ＯＣ 的 焙 烧 温 度 下 催 化 活 性 较 高 ， 而催 化 剂 Ｓ （ ） ／ ｓ ｎ Ｏ 一 Ｓ ｉ （ ） 。 在 焙烧 温度 小 于 ４ ５ Ｏ Ｃ时 催 化 活 性 皆较 高 。使 用 过 的 催 化 剂 部 分 失 活 ， 原 因 是 催 化 剂 表 面 的 硫 酸
产 物冷却 ， 离 心分 离 催 化剂 ， 静置分层 ， 用 正 己烷萃 取 出脂肪 酸 甲酯 （ 简称 甲酯 ） 进 行色 谱分 析 。
１ ． ４ 生 物 柴 油 产 率 的 确 定
１ ． ２ 催化 剂 的制备
一
采用 Ｇ Ｃ 一 ９ ２ ０气 相 色 谱 仪 （ 上 海 计 算 技 术 研 究
大豆油 ， 市售 ； 无水 甲醇 ， 分 析纯 ， 市售 ； 白炭 黑 ， 市售 ； Ｓ ｎ Ｃ １ ・５ Ｈ： Ｏ， 分析 纯 ， 北京化工厂； 氨水， 质
量 分数 ２ ８ ， 天津市 大茂 化学 试 剂 厂 ； 油酸 甲酯 ， 市 售； 二十烷， 分析纯， Ａｌ ￣ ａ Ａｅ ｓ ａ ｒ 公 司； 正 己烷 ， 分 析 纯， 天 津市 科密 欧化 学 试 剂有 限公 司 ； 硫酸 ， 质 量 分 数 ９ ５ ～９ ８ ， 太原 化Ｔ 农药 厂 。
后， 干燥 后焙烧 而得 ） 。 １ ． ３ 生 物 柴 油 的 催 化 制 备
体 酸催 化剂 无 污染 、 具 有 高 温稳 定 性 和活 性 ，并 且
易 与产 物分 离 ， 目前 许 多 学 者 将 Ｓ Ｏ 负 载 型 固体 酸催化 剂 应 用 于 生 物 柴 油 的 制 备 ｌ 。本 实 验 以
中图分 类号 ： ＴＱ６ ４ ５ ． ８
生物 柴 油 （ Ｂ ｉ ｏ ｄ ｉ ｅ ｓ ｅ １ ） 学 名脂 肪 酸 甲酯 ， 简 称 “ Ｆ ＡＭＥ ” ， 是 清 清 的可 再 生 能 源 。Ｓ Ｏ 一负 载 型 固
右 。将所 得沉 淀陈 化 ２ ４ ｈ后 ， 过滤， 洗涤 ， ＿ ｆ燥 。用 浓 度为 １ ｍｏ ｌ ／ Ｉ 的硫 酸溶 液按 ｌ ５ ｍＩ ／ ｇ的 比例 ， 浸 渍 干燥后 的沉 淀 ３ ０ ｍｉ ｎ ， 再 过 滤 除 去浸 渍 液 ， 干 燥 后在 一定 温度 下焙烧 。制 备 的 Ｓ （ ） 负 载型 同体 酸 催 化剂 ， 分别 表示 为 ： Ａ， 载 体为 Ｓ ｎ Ｏ 。 ； Ｂ， 载体 为 Ｓ ｎ Ｏ ２ 一 Ｓ ｉ Ｏ ２ ， ＂ （ Ｓ ｎ ）： ” （ Ｓ ｉ ） 一５： １ ； Ｃ， 载体 为 Ｓ ｎ Ｏ２ 一 Ｓ ｉ （ ） ２ ，” （ Ｓ ｎ ）： Ｔ ／ （ Ｓ ｉ ） ＝ ＝ ＝ ｌ： ２ ； Ｄ， 载体 为 Ｓ ｉ （ ） 。 （ 由 白 炭 黑 直 接 浸 渍 硫 酸 溶 液
第 ４ ５ 卷
第 ２ 期
太
原 理
工
大பைடு நூலகம்
学
学
报
Ｖｏ１ ． ４５ Ｎｏ． ２
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ４
２ ０１ ４年 ３月
Ｊ ＯＵＲＮＡＩ ＯＦ ＴＡＩ ＹＵＡＮ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ ＴＹ ＯＦ ＴＥ ＣＨＮ（ ） Ｉ （ ） ＧＹ
文章 编 号 ： １ ０ ０７ — ９ ４３ ２（ ２ ０ １ ４） ０２ — ０２ ４ ８ — ０ ４