一種固體堿催化劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及生物柴油制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及到一種固體堿催化劑的制備方法，包括：步驟a：將ZnO、Ca(OH)2和KF·2H2O混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:（1.0～1.5）；步驟b：加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為(2.5～3.5):16；步驟c：在70℃～90℃的溫度下干燥5～7小時；步驟d：在250℃～500℃的溫度下烘培5～7小時，得到ZnO/Ca(OH)2/KF固體堿。本發(fā)明采用上述方法，制備簡便，制備出的固體堿催化效果好。
【專利說明】 一種固體堿催化劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物柴油制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及到一種固體堿催化劑的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球性石油資源的日益枯竭和社會發(fā)展對能源需求的不斷增加，能源短缺已成為世界性問題。從能源戰(zhàn)略和環(huán)境保護的角度出發(fā)，世界各國都在積極開展石化燃料替代品的研究，其中以生物柴油的研究為當前熱點。生物柴油具有可再生、可降解、無毒、高閃點、高十六烷值、對環(huán)境友好等優(yōu)點，對其開發(fā)與應(yīng)用具有深遠經(jīng)濟效益和社會效益。因此，生物柴油的研究應(yīng)用已成為緩解日益惡化的能源和環(huán)境問題的焦點。根據(jù)美國材料實驗協(xié)會(ASTM)的定義，生物柴油(B1diesel)是指以動植物油脂等可再生生物資源為原料生產(chǎn)的長碳鏈脂肪酸單酯，可用于壓燃式發(fā)動機的清潔替代燃料；它是油脂與甲醇等低碳醇在酸、堿或酶等催化劑的作用下進行酯交換反應(yīng)生成的。生物柴油不僅可以直接作為燃料使用，而且可以作為石化柴油燃料的添加物使用。對于以脂肪酸甲酯為代表的生物柴油，目前國內(nèi)外普遍采用均相催化劑，如硫酸、氫氧化鈉、甲醇鈉等催化油脂進行酯交換制備脂肪酸甲酯并已實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
[0003]固體堿是指能向反應(yīng)物給予電子的固體。作為催化劑其活性中心應(yīng)具有極強的供電子能力，它有一個表面陰離子空穴，即自由電子中心由表面02-或02-0H組成。自20世紀50年代固體堿催化劑引起科學家們的重視以來，已經(jīng)發(fā)展了多種類型的固體堿催化體系。
[0004]固體堿作為最先進的生物柴油制備用的催化劑，持續(xù)對其進行研究以便研制出具有更好催化效果的固體堿。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供一種固體堿催化劑的制備方法，制備簡便，制備出的固體堿催化效果好。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種固體堿催化劑的制備方法，其特征在于包括:
步驟a:將ZnOXa(OH)2和KF.2Η20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:(1.0?1.5); 步驟b:加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為(2.5?3.5): 16 ;
步驟c:在70V?90°C的溫度下干燥5?7小時；
步驟d:在250°C?500°C的溫度下烘培5?7小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0007]進一步，步驟a中，所述ZnO、Ca(OH)2和KF.2H20的摩爾比為2.0: 1.0: 1.0或2.0:1.0:1.5。
[0008]進一步，步驟a 中，所述 ZnO、Ca(OH)2 和 KF.2H20 的摩爾比為 2.0: 1.0: 1.0。
[0009]進一步，步驟a 中，所述 ZnO、Ca(OH)2 和 KF.2H20 的摩爾比為 2.0: 1.0: 1.5。
[0010]進一步，步驟b中，所述去離子水與所述混合物的摩爾比為2.5:16、3.0:16或3.5:16。
[0011]本發(fā)明采用上述方法，制備簡便，制備出的固體堿催化效果好。

【具體實施方式】
[0012]以下具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0013]實施例1
將ZnO、Ca (OH) 2和KF.2H20混合為混合物，其摩爾比為2.0: 1.0: O ;加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為2.5:16 ;在80°C的溫度下干燥6小時；在4000C的溫度下烘培6小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0014]將制備的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為0%。
[0015]實施例2
將ZnO、Ca (OH) 2和KF.2H20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:0.5 ;加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為2.5:16 ;在80°C的溫度下干燥6小時；在4000C的溫度下烘培6小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0016]將制備的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為58%。
[0017]實施例3
將ZnO、Ca(OH)2和KF.2H20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:1.0 ;加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為2.5:16 ;在80°C的溫度下干燥6小時；在4000C的溫度下烘培6小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0018]將制備的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為85%。
[0019]實施例4
將ZnO、Ca(OH)2和KF.2H20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:1.5 ;加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為2.5:16 ;在80°C的溫度下干燥6小時；在4000C的溫度下烘培6小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0020]將制備的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為80%。
[0021]實施例5
將ZnO、Ca(OH)2和KF.2H20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:2.0 ;加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為2.5:16 ;在80°C的溫度下干燥6小時；在4000C的溫度下烘培6小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0022]將制備的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為75%。
[0023]實施例6
將ZnO、Ca(OH)2和KF.2H20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:1.0 ;加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為2.5:16 ;在80°C的溫度下干燥6小時；在250°C的溫度下烘培6小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0024]將制備的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為68%。
[0025]實施例7
將ZnO、Ca(OH)2和KF.2H20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:1.0 ;加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為2.5:16 ;在80°C的溫度下干燥6小時；在300°C的溫度下烘培6小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0026]將制備的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為71%。
[0027]實施例8
將ZnO、Ca(OH)2和KF.2H20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:1.0 ;加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為2.5:16 ;在80°C的溫度下干燥6小時；在350°C的溫度下烘培6小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0028]將制備的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為80%。
[0029]實施例9
將ZnO、Ca(OH)2和KF.2H20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:1.0 ;加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為2.5:16 ;在80°C的溫度下干燥6小時；在4000C的溫度下烘培6小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0030]將制備的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為95%。
[0031]實施例10
將ZnO、Ca(OH)2和KF.2H20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:1.0 ;加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為2.5:16 ;在80°C的溫度下干燥6小時；在450°C的溫度下烘培6小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0032]將制備的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為65%。
[0033]實施例11
將ZnO、Ca(OH)2和KF.2H20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:1.0 ;加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為2.5:16 ;在80°C的溫度下干燥6小時；在500°C的溫度下烘培6小時，得到ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿。
[0034]將制備的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的ZnO/Ca (OH) 2/KF固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為60%。
[0035]實施例12
將制備的NaOH固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的NaOH固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為59%。
[0036]實施例13
將制備的KOH固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的KOH固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為60%。
[0037]實施例14
將制備的NaOCH3固體堿作為催化劑，利用酯交換制備生物柴油:
將醇油按照摩爾比10:1加入反應(yīng)釜，加入醇油混合物3%的NaOCH3固體堿催化劑，在65°C的溫度下反應(yīng)I小時，分離提純后，生物柴油的產(chǎn)率為57%。
[0038]總結(jié)
根據(jù)實驗可以看出，ZnO/Ca (OH) 2/KF作為催化劑，比其他固體堿更具有催化的活性。隨加入KF的量逐漸增加生物柴油的產(chǎn)率迅速增加，當大于一定數(shù)值后，生物柴油的產(chǎn)率成下降趨勢，烘培溫度對生物柴油的產(chǎn)率有同樣的影響。在Zn0、Ca(0H)2和KF.2H20混合物的摩爾比為2.0:1.0:1.0，烘培溫度400°C時，生物柴油的產(chǎn)率最高。但是在實際生產(chǎn)中，KF加入量和烘培溫度還會影響提純難度等其他因素，所以KF加入量和烘培溫度應(yīng)當根據(jù)實際需求靈活選擇，所以本申請并未只保護最佳值，而是保護適當?shù)姆秶?br> [0039]以上已將本發(fā)明做一詳細說明，但顯而易見，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進行各種改變和改進，而不背離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種固體堿催化劑的制備方法，其特征在于包括: 步驟a:將ZnOXa(OH)2和KF.2Η20混合為混合物，其摩爾比為2.0:1.0:(1.0?1.5); 步驟b:加入去離子水進行研磨，其與混合物的摩爾比為(2.5?3.5): 16 ; 步驟c:在70V?90°C的溫度下干燥5?7小時； 步驟d:在250°C?500°C的溫度下烘培5?7小時，得到ZnO/Ca(OH) 2/KF固體堿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固體堿催化劑的制備方法，其特征在于:步驟a中，所述Zn。、Ca (OH) 2 和 KF.2H20 的摩爾比為 2.0: 1.0: 1.0 或 2.0: 1.0: 1.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固體堿催化劑的制備方法，其特征在于:步驟a中，所述Zn。、Ca(OH)2 和 KF.2H20 的摩爾比為 2.0:1.0:1.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固體堿催化劑的制備方法，其特征在于:步驟a中，所述Zn。、Ca (OH) 2 和 KF.2H20 的摩爾比為 2.0:1.0:1.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固體堿催化劑的制備方法，其特征在于:步驟b中，所述去離子水與所述混合物的摩爾比為2.5:16、3.0:16或3.5:16。
【文檔編號】C11C3/10GK104258879SQ201410507024
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】李彥峰, 資燕, 李嘉錫 申請人:佛山市天晟隆油脂化工有限公司