[00123665]纳米固体碱催化剂的合成及其制备柴油的应用研究

本项目属于可再生能源技术领域,生物柴油作为一种真正的绿色环保燃料,可以有效的缓解对有限的石油炼制产品柴油的依赖,柴油在动力燃料结构中占主导地位。将纳米技术的方法与手段应用于生物柴油制备中固体碱催化剂的研究,并将以纳米技术合成的具有高比表面的固体碱催化用于催化制备生物柴油的研究中,将有着非常重大的理论与实用价值。若将这些研究成果应用于真正的工业化生产中,将会产生非常巨大的环保效益、经济效益与社会效益。 性能指标： 1)固体碱催化剂多孔CaO微球制备的最佳条件为：将0.33mol/L的Na2CO3溶液迅速倒入搅拌的0.33mol/L的CaCl2溶液中,搅拌30s,静置10min,水洗3次,丙酮洗3次,将干燥所得的白色固体粉末1000℃的温度下焙烧2h。 2)催化剂的表征： 扫描电镜表征发现,放大倍数较低的Ⅰ图说明煅烧后得到的催化剂几乎全部有直径在4～8?m规则的CaO微球组成。放大倍数较高的Ⅱ图说明在CaO微球的内部和表面存在许多介孔,并且几百纳米不规则的纳米晶相互连接形成特定的CaO微球。催化剂XRD表征得出：煅烧后的产物是纯净的CaO粉末。比表面积表征：组成CaO微球的小颗粒的孔径主要在15～100nm,同时还有更大孔径的,制得的CaO有较高的比表面积达5.3㎡/g,总孔隙体积为0.0249cm3/g。 3)多孔CaO 微球催化酯交换反应最佳工艺条件：甲醇与油摩尔比9：1,3％的CaO微球催化剂,反应温度为65℃,反应时间3h。以减压蒸馏的方式除去反应结束后过量的甲醇,而生物柴油产品与甘油及固体CaO的分离则通过离心分离来实现。 4)SBA-15负载MgO催化酯交换反应制备生物柴油：采用原位合成法制备了MgO负载的SBA-15固体碱催化剂,结果表明在MgO存在下,SBA-15依然维持着介孔分子筛的高度有序结构,且所合成的MgO-SBA-15为一种纳米绳状结构的固体碱催化剂。此外,在同等条件下,由于较高的比表面积和碱度,负载量为30 %的MgO-SBA-15在催化大豆油和甲醇的酯交换反应中所表现出的催化活性最高。 作用意义：我国在生物柴油产业的研发方面远远落后于发达国家,而我国又是生物质资源十分丰富的国家,可供制备生物柴油的原料较为丰富,生物柴油属于种清洁的“绿色”可再生能源,加大对生物柴油的产业开发研究对国家建设、能源安全和经济可持续发展以及环境保护都具有重要意义。纳米固体碱催化剂的最佳合成条件及其制备柴油的应用研究为规模化、产业化生产生物柴油提供了技术保障。