本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是一種生物柴油的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源已經(jīng)成為現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的重要條件，但是地球上的石化能源是有限的，并不是取之不盡用之不竭的，石化能源終究還是不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，這會成為制約社會進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸?，F(xiàn)在國際社會和大多數(shù)國家已經(jīng)高度重視可再生能源的發(fā)展，很多國家都制訂了相關(guān)法律和政策來支持可再生能源的發(fā)展，可再生能源領(lǐng)域因此得到飛速發(fā)展。生物柴油是一種能夠代替柴油的燃料，他具有很多獨特的性質(zhì)，比如可再生性、可降解性、運輸安全和低排放性等優(yōu)點，近年來生物柴油在燃料領(lǐng)域日益扮演著重要的角色。

在我國，生物柴油的原料來源十分廣泛，主要有：大豆油、菜籽油、花生油和餐飲廢油脂等，廢棄的油脂是餐桌和人們?nèi)粘Ｉ钪械膹U棄物，能將其利用起來固然是好的，對于環(huán)境的保護(hù)和減少地溝油的重回餐桌有重要意義。但是，地溝油和廢棄油脂中含有多種物質(zhì)的混合物，若要將其用于生物柴油的制備，首先就要將其進(jìn)行純化處理，這個分離的過程十分復(fù)雜，在大工業(yè)生產(chǎn)過程中需要消耗大量的能量，能耗太高。另外，我國大豆年產(chǎn)量高達(dá)十幾萬噸，大豆原料來源廣，產(chǎn)量高，適宜大規(guī)模地用于生產(chǎn)生物柴油。在使用傳統(tǒng)的方法制備生物柴油的過程中，使用的強酸強堿催化存在反應(yīng)時間長、反應(yīng)溫度高、大量使用水洗、對機(jī)械設(shè)備所害嚴(yán)重等缺點，因此造成生產(chǎn)成本高、環(huán)境不友好等嚴(yán)重問題，給人民和國家的發(fā)展帶來不便，阻礙了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量水平的提高。

目前上海和溫州等地已經(jīng)在公交車上成功使用生物柴油，制備生物柴油的催化劑也是琳瑯滿目，但是都對環(huán)境有一定污染，可循環(huán)利用率較低，因此亟需研發(fā)一些新型的可循環(huán)利用的催化劑來制備生物柴油，為生物柴油的制備開辟一條新型可持續(xù)發(fā)展的道路。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述催化劑催化活性不高、催化劑難以與生物柴油分離等技術(shù)問題而提供一種生物柴油的制備方法，這種方案反應(yīng)條件溫和，操作方便，工藝路線簡單，既能提高生產(chǎn)效率，又能減少環(huán)境污染，能夠做到不僅能減少環(huán)境污染，還能取得良好的環(huán)境效益。

本發(fā)明提供一種生物柴油的制備方法，具體步驟如下：

(1)首先將ca(no3)2、al(no3)3·9h2o、fe(no3)3·9h2o和去離子水?dāng)嚢杌旌?，然后向其中滴加naoh溶液，直到溶液的ph值在10～12左右；接著在175～185℃的溫度下靜置，再固液分離，洗滌、干燥；最后在600～720℃的溫度下焙燒，即制備得到cafeal/ldo催化劑；

(2)將cafeal/ldo催化劑和無水甲醇混合攪拌，然后加入大豆油，在60～65℃的溫度下攪拌，反應(yīng)結(jié)束后，離心處理，上層為粗制生物柴油，然后旋蒸除去粗制生物柴油中的甲醇，洗滌，即得到精制生物柴油。

本發(fā)明中，步驟(1)中，ca(no3)2、al(no3)3·9h2o和fe(no3)3·9h2o的摩爾比為(1～6):1:1。

本發(fā)明中，步驟(1)中，靜置時間為10～13h；焙燒時間為3～5h。

本發(fā)明中，步驟(2)中，cafeal/ldo催化劑和大豆油的質(zhì)量體積比為1:60～1:15g/ml。

本發(fā)明中，步驟(2)中，大豆油和甲醇的體積比為1:3～1:10。

本發(fā)明中，步驟(2)中，反應(yīng)時間為50～100min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

(1)制備cafeal/ldo催化劑的前驅(qū)體較為廉價，原料豐富，催化劑用量小，催化效率較高。

(2)反應(yīng)時間較短，減少了能源損耗。

(3)反應(yīng)條件溫和，能夠在甲醇回流條件下反應(yīng)。

(4)本發(fā)明操作條件簡單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

(5)催化劑能夠回收利用，重復(fù)性較好，不僅可以降低生產(chǎn)成本，又能減少環(huán)境污染，取得較好的環(huán)境效益，值得推廣。

附圖說明

圖1是實施例1制備的cafeal/ldo催化劑xrd圖譜。

圖2是實施例1制備的cafeal/ldo催化劑的ft-ir圖譜。

圖3是實施例4的精制生物柴油的gc-ms譜圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但本發(fā)明并不僅限于此。

實施例1

一種生物柴油的制備方法，其通過如下步驟制備而成：

稱取2.8gca(no3)2、6.04gal(no3)3·9h2o、6.76gfe(no3)3·9h2o放入三口燒瓶中，量取50ml去離子水加入三口燒瓶，在機(jī)械攪拌作用下溶解；向燒瓶中緩慢滴加naoh溶液，直到溶液的ph值在11左右，再180℃靜置12h。用去離子水和乙醇溶液分別洗滌，直到溶液呈中性，在60℃烘干12h，然后將固體研磨，放在馬弗爐中在700℃焙燒4h，即成功制備cafeal/ldo催化劑。

取0.92g上述得到的cafeal/ldo催化劑放進(jìn)三口燒瓶中，加入15ml無水甲醇溶液，在室溫下攪拌，然后加入50ml的大豆油，在65℃下攪拌60min，反應(yīng)結(jié)束后，在室溫下進(jìn)行離心處理，上層物質(zhì)即為粗制生物柴油，然后將粗制生物柴油在65℃溫度下旋蒸30min，除去過量甲醇，反復(fù)用去離子水洗滌3～8次直到產(chǎn)品為中性，即得到精制生物柴油，經(jīng)測定，產(chǎn)率為91.7％。

圖1為實施1制備的cafeal/ldo催化劑xrd圖譜，在2θ＝32.75°和38.04°附近的特征峰歸屬于水滑石結(jié)構(gòu)的特征衍射峰；在2θ＝28.4°、32.75°、38.04°和45.22°附近的特征峰歸屬于鈣鋁石的特征峰，由圖可以看出成功制備cafeal/ldo催化劑。

圖2為cafeal/ldo催化劑的ft-ir圖譜，可以看出成功制備cafeal/ldo催化劑。實施例2

一種生物柴油的制備方法，其通過如下步驟制備而成：

稱取5.55gca(no3)2、6.04gal(no3)3·9h2o、6.76gfe(no3)3·9h2o放入三口燒瓶中，量取50ml去離子水加入三口燒瓶，在機(jī)械攪拌作用下溶解。向三口燒瓶中緩慢滴加naoh溶液，直到溶液的ph值在11左右，180℃靜置12h。用去離子水和乙醇溶液分別洗滌，直到溶液呈中性，在60℃烘干12h，然后將固體研磨，放在馬弗爐中在700℃焙燒4h，即成功制備cafeal/ldo催化劑。

取0.92g上述得到的cafeal/ldo催化劑放進(jìn)三口燒瓶中，加入15ml無水甲醇溶液，在室溫下攪拌，然后加入50ml的大豆油，在65℃下攪拌60min，反應(yīng)結(jié)束后，在室溫下進(jìn)行離心處理，上層物質(zhì)即為粗制生物柴油，然后將粗制生物柴油在65℃溫度下旋蒸30min，除去過量甲醇，反復(fù)用去離子水洗滌3～8次直到產(chǎn)品為中性，即得到精制生物柴油，經(jīng)測定，產(chǎn)率為93.5％。

實施例3

一種生物柴油的制備方法，其通過如下步驟制備而成：

稱取8.4gca(no3)2、6.04gal(no3)3·9h2o、6.76gfe(no3)3·9h2o放入三口燒瓶中，量取50ml去離子水加入三口燒瓶，在機(jī)械攪拌作用下溶解。向三口燒瓶中緩慢滴加naoh溶液，直到溶液的ph值在11左右，180℃靜置12h。用去離子水和乙醇溶液分別洗滌，直到溶液呈中性，在60℃烘干12h，然后將固體研磨，放在馬弗爐中在700℃焙燒4h，即成功制備催化劑。

取0.92g上述得到的cafeal/ldo催化劑放進(jìn)三口燒瓶中，加入15ml無水甲醇溶液，在室溫下攪拌，然后加入50ml的大豆油，在65℃下攪拌60min，反應(yīng)結(jié)束后，在室溫下進(jìn)行離心處理，上層物質(zhì)即為粗制生物柴油，然后將粗制生物柴油在65℃溫度下旋蒸30min，除去過量甲醇，反復(fù)用去離子水洗滌3～8次直到產(chǎn)品為中性，即得到精制生物柴油，經(jīng)測定，產(chǎn)率為95.2％。

實施例4

一種生物柴油的制備方法，其通過如下步驟制備而成：

稱取16.65gca(no3)2、6.04gal(no3)3·9h2o、6.76gfe(no3)3·9h2o放入三口燒瓶中，量取50ml去離子水加入三口燒瓶，在機(jī)械攪拌作用下溶解。向三口燒瓶中緩慢滴加naoh溶液，直到溶液的ph值在11左右，180℃靜置12h。用去離子水和乙醇溶液分別洗滌，直到溶液呈中性，在60℃烘干12h，然后將固體研磨，放在馬弗爐中在700℃焙燒4h，即成功制備cafeal/ldo催化劑。

取0.92g上述得到的cafeal/ldo催化劑放進(jìn)三口燒瓶中，加入15ml無水甲醇溶液，在室溫下攪拌，然后加入50ml的大豆油，在65℃下攪拌60min，反應(yīng)結(jié)束后，在室溫下進(jìn)行離心處理，上層物質(zhì)即為粗制生物柴油，然后將粗制生物柴油在65℃溫度下旋蒸30min，除去過量甲醇，反復(fù)用去離子水洗滌3～8次直到產(chǎn)品為中性，即得到精制生物柴油，經(jīng)測定，產(chǎn)率為97.5％。

圖3為精制生物柴油的gc-ms譜圖，表明以cafeal/ldo為催化劑，用大豆油制備的生物柴油成分較為純正，產(chǎn)率高達(dá)97.5％，其中十八酸甲酯含量高達(dá)93％，這也說明cafeal/ldo催化劑用于制備十八酸甲酯具有靶向催化作用。

應(yīng)用實施例

將實施例4的制備生物柴油后的催化劑洗滌干凈，過濾，經(jīng)過高溫活化后就能重新利用，實現(xiàn)催化劑的多次循環(huán)利用。

取0.92g的上述高溫活化后的一次催化劑放進(jìn)三口燒瓶中，加入15ml無水甲醇溶液，在室溫下攪拌，然后加入50ml的大豆油，在65℃下攪拌60min，反應(yīng)結(jié)束后，在室溫下進(jìn)行離心處理，上層物質(zhì)即為粗制生物柴油，然后將粗制生物柴油在65℃進(jìn)行旋蒸30min，除去過量甲醇，反復(fù)用去離子水洗滌3～8次直到產(chǎn)品為中性，即得到精制生物柴油，經(jīng)測定，產(chǎn)率為96.8％。同樣，分別稱取二次、三次、四次的催化劑，重復(fù)上述過程，得到精致的生物柴油，經(jīng)測定，產(chǎn)率為96.2％、95.8％、94.3％。

本發(fā)明并不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。