固体碱KF/Sm2O3催化菜籽油制备生物柴油

以菜籽油为原料,研究了负载型固体碱催化剂KF/Sm2O3在酯交换制备生物柴油过程中的催化活性.用气相色谱法对酯交换产物进行分析,并用CO2-TPD,XRD,Ramaa等技术对催化剂进行了表征.当催化剂焙烧温度为873 K,KF负载量为15%,甲醇跟菜籽油的计量比为12:1,催化剂用量为菜籽油质量的3%,反应温度为338 K,反应时间为1 h时,生物柴油产率达到95.1%.     

钙镁负载型固体碱催化剂制备生物柴油

固体碱催化剂;酯交换反应;脂肪酸甲酯;生物柴油     

生物柴油催化剂KF/Zn-Al固体碱的制备及表征

采用共沉淀、高温焙烧及KF掺杂Zn-Al类水滑石的方法制备了KF/Zn-Al固体碱催化剂。 通过正交试验考察了制备条件对KF/Zn-Al固体碱催化活性的影响,得到的优化条件为：陈化温度353 K、陈化时间16 h、焙烧温度823 K、焙烧时间6 h及m(KF)/m(Zn-Al)=1。 以优化条件下制备的KF/Zn-Al固体碱为催化剂,在n(醇)/n(油)=9、m(催化剂)/m(油)=0.04、反应温度338 K、反应时间0.5 h的条件下,菜籽油转化率可达97.75%。 采用TG DTG、BET、XRD、SEM技术及Hammett指示剂法对催化剂及其前驱体进行了表征。 对催化剂结构及表面性质与其活性之间的关系进行了讨论。     

钾霞石固体碱催化豆油酯化反应制备生物柴油

采用共沉淀法制备了钾霞石,用于催化豆油和甲醇酯化反应,在煅烧温度1 200℃,得到单一的钾霞石物相.钾霞石表面多孔,孔径分布为0.2到1.0 μm,有利于反应物分子的内扩散和接触活性位;同时对反应温度、反应时间、催化剂用量以及催化剂Li含量进行了系统研究.反应温度120 ℃,醇油摩尔比12:1,反应时间2 min,催化...     

用于生物柴油清洁生产的磁性固体催化剂CaO/MgO/Fe_3O_4

制备了具有磁性和催化活性的双功能催化剂CaO/MgO/Fe3O4,用于催化花生油酯交换制备生物柴油的清洁生产过程。对CaO/MgO/Fe3O4进行了XRD、TEM、FT-IR和磁性等表征分析,探讨了CaO/MgO/Fe3O4催化剂的重复利用性能。结果表明,用Mg(Ac)2溶液等体积浸渍磁性基质Fe3O4,在N2气氛中600℃焙烧2 h,可得到具有磁性的载体5%MgO/Fe3O4;再用Ca(Ac)2溶液等体积浸渍MgO/Fe3O4,并在N2气氛中700℃煅烧,得到具有磁性且催化活性较高的催化剂10%CaO/MgO/Fe3O4。该催化剂具有核壳结构,磁核平均直径约为35 nm。在催化剂用量10%,醇油摩尔比12∶1,反应温度65℃,反应2 h的条件下酯交换转化率可达90%以上。在磁场的吸引下该催化剂能快速与反应体系分离,催化剂回收率达90%。但CaO/MgO/Fe3O4重复利用性能较差,其原因是在搅拌反应过程中催化活性组分逐渐从催化剂上脱落所致。     

酯交换制生物柴油的CaO固体碱催化剂

用不同的前驱物合成了三种CaO催化剂, 并以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM) 、程序升温脱附(TPD)等方法加以表征. 这些CaO被用作大豆油(SBO)经酯交换制取脂肪酸甲酯(FAME), 即生物柴油的催化剂, 由方解石制备的氧化钙(Cal(N))表现了最好的SBO酯交换活性. 检测发现CaO的酯交换活性与它们的碱性强度密切相关, 当暴露于CO2气氛下, 显著降低了CaO的酯交换催化活性(Raman光谱测试显示当置CaO于常温空气中, 其表面形成的CaCO3和Ca(OH)2将阻止CaO继续参与SBO的酯交换反应). CO2的毒化颇受制于CaO前驱体种类, Cal(N)比来自文石的CaO(即Ara(N))有更好的抗CO2毒化能力; 这些受损的CaO催化活性可部分复原. 提出了CaO催化剂受CO2毒化及其再生的机理, 同时讨论了SBO酯交换活性相到底是CaO固体表面, 拟或溶解了的CaO的问题.     

CaO/KIT-6固体碱催化剂的制备及其在酯交换反应中的催化性能

采用浸渍法将活性氧化钙颗粒负载在介孔二氧化硅(KIT-6)表面,制备了酯交换反应催化剂CaO/KIT-6,并研究了其在大豆油与甲醇酯交换制备生物柴油反应中的催化性能.通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等测试手段对催化剂进行表征.在酯交换反应中,当醇油物质的量比为1...     

Ca/Al固体碱催化菜籽油制备生物柴油

采用共沉淀法制备了Ca/Al复合氧化物固体碱催化剂,考察了沉淀剂种类、Ca/Al摩尔比、沉淀温度、溶液pH值、老化时间和焙烧温度等制备条件对其催化剂活性的影响。采用正交实验方法得到制备Ca/Al复合固体碱催化剂前躯体的最佳制备条件为,沉淀剂NaOH,Ca/Al摩尔比为3,沉淀温度为60 ℃,沉淀过程中pH值保持在10,在90 ℃老化18 h。在该最优条件下制备的催化剂前驱体主要以Ca₄Al₂O₆(NO₃)₂·10H₂O晶相存在,在N₂气保护下300 ℃焙烧2 h后,催化剂形成高分散钙铝复合氧化物,且碱性强度达到26.5以上。在催化菜籽油和甲醇的酯交换反应中,菜籽油的转化率达到95%,脂肪酸甲酯的质量分数为95.9%。     

CaO-MgO@CoFe_2O_4磁性固体碱的制备及其大豆油酯交换反应催化性能

以草酸盐为前驱体采用两步法制备了一种以CaO-MgO作为活性组分,以CoFe_2O_4作为磁核的磁性固体碱催化剂,并用于大豆油与甲醇的酯交换反应合成生物柴油。对制备的磁性固体碱催化剂进行了磁滞回线、X-射线衍射(XRD)、CO_2-TPD及透射电镜(TEM)表征。考察了不同核壳物质的量比、焙烧温度、反应温度、反应时间、醇油物质的量比以及催化剂用量等因素对大豆油转化为生物柴油产率的影响。结果表明,采用核壳物质的量比为1∶6、焙烧温度为700℃所制备的CaO-MgO@CoFe_2O_4催化剂,当醇油物质的量比为12、催化剂用量为大豆油质量的1.0%时,在65℃下反应时间3 h,生物柴油收率高达97.1%。该催化剂具有较好的重复利用性能,重复利用四次后生物柴油的收率仍可达90%。     

纳米固体碱CaO-ZrO2催化红麻籽油制备生物柴油

采用溶胶-凝胶法制备了CaO摩尔分数为10%~50%的CaO-ZrO2系列纳米催化剂,将其用于催化红麻籽油制备生物柴油,通过CO2-TPD、XRD和TEM等测试技术对催化剂的碱性、结构和表面形貌进行表征。 结果表明,CaO摩尔分数低于30%时,CaO与ZrO2形成连续固溶体,催化剂具有良好的热稳定性能,粒径为10~20 nm。 催化实验表明,当CaO摩尔分数为30%时,CaO-ZrO2催化剂具有最好的催化活性,甲醇与红麻籽油的摩尔比为12∶1、催化剂为油料质量比的2.5%、反应时间3 h时,最高转化率可达到93.2%。     

生物柴油合成反应中KNO3/Al2O3催化剂的活性物种与失活研究

制备了KNO₃/Al₂O₃负载型固体碱催化剂,通过XRD、DRIFT、低温氮吸附、ICP和碱度滴定等手段对催化剂表面性质进行了表征,研究了其对大豆油与甲醇酯交换制备生物柴油的催化性能,剖析了在反应过程中该催化剂的催化本质以及失活原因。结果表明,高温焙烧后Al₂O₃表面KNO₃完全分解,形成了大量偏铝酸钾分散在载体表面;在酯交换反应时Al₂O₃表面的偏铝酸盐等活性组分不断溶出并参与反应,这是该催化剂表现出高活性的主要原因。在反应过程中生成的产物生物柴油和甘油对催化剂的活性有很大影响,其中,生物柴油与活性物种发生的皂化反应是造成催化剂失活的主要原因。     

Preparation, characterization and application of KNH2/Al2O3 and KF/Al2O3 as strong solid bases

This review describes the preparation, characterization and application of KNH₂ loaded on alumina and KF loaded on alumina. These strong solid bases catalyze a variety of organic reactions in a very selective manner. The reactions include isomerizations of alkenes and alkynes, dimerization of alkynes, Tishchenko reaction, and the reaction of silanes to form of Si–C, Si–N and Si–O bonds.     

NiO-Fe2O3/MD催化剂的制备及其在城市生活垃圾气化中的应用

以改性白云石(Modified Dolomite, MD)为载体,利用沉积沉淀法制备了负载型NiO-Fe₂O₃/MD催化剂,并利用XRD、SEM、TEM、BET等手段对催化剂进行了表征和分析.同时,利用双固定床反应器对NiO-Fe₂O₃/MD催化剂在城市生活垃圾气化中的催化活性和使用寿命进行了评价,并与NiO/MD催化剂进行了比较.实验结果表明,NiO-Fe₂O₃/MD催化剂为核壳式涂层结构,表面活性颗粒粒径约为37 nm,比表面积62.48 m²/g.催化剂活性测试显示,NiO-Fe₂O₃/MD催化剂用于城市生活垃圾气化具有极高的催化活性,能够显著提高产品燃气品质及燃气中的H₂含量,减少焦油的产生;相对于NiO/MD催化剂,其抗失活能力强,使用寿命长.     

Fe-Ca磁性固体碱催化剂上菜籽油酯交换反应

采用原位沉淀法合成了双功能磁性固体碱催化剂CaO·γ-Fe₂O₃,用于催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油。利用XRD、BET、TG-DTA、SEM和VSM对催化剂进行了表征,用ICP-AES对产物脂肪酸甲酯(FAME)中Ca、Fe残留量进行了测定。结果表明,Fe和Ca两种组分间有较好复合,催化剂显示出较好的磁学性能,饱和磁化率达到45.7emu/g,明显高于文献报道的磁性碱催化剂。在温和的反应条件(常压、64℃、催化剂加入量为油重的2.5%、醇油摩尔比15、转速750r/min)下,反应2h,重复使用前三次酯交换反应转化率都维持在95%左右。     

OMS-2/Al2O3/堇青石整体式催化剂的制备及其催化性能研究

以Al₂O₃/堇青石蜂窝陶瓷为载体,氧化锰八面体分子筛(OMS-2)为活性组分,采用涂覆法制备了系列整体式催化剂。考察了黏合剂种类和活性组分涂覆次数对二甲醚(DME)催化燃烧性能的影响,并对催化剂进行XRD、BET、SEM、H₂-TPR、O₂-TPD等表征。结果表明,以甲氧基聚乙二醇为黏合剂经一次涂覆制备的整体式催化剂的性能最佳,活性组分OMS-2以相互交织的簇体均匀分布在载体上,并与Al₂O₃之间存在较强的相互作用。涂层的添加有效增加了催化剂的比表面积,提高了催化剂的性能,最佳催化活性t₉₀为257 ℃。     

Al2O3-ZrO2复合膜的制备与表征

以异丙醇铝和氧氯化锆为原料,用溶胶-凝胶法在Al₂O₃中空纤维上制备了Al₂O₃-ZrO₂复合膜。应用TG、DTA、XRD、SEM等测试手段对复合膜的热稳定性、结构、形貌进行了表征。结果表明复合膜的热稳定性比单一由氧化铝或氧化锆制成的膜有显著的提高,在1100℃之前,复合膜以t-ZrO₂存在,1200℃时,出现了m-ZrO₂和α-Al₂O₃相。扫描电镜分析表明,膜表面完整、无缺陷。气体渗透实验进一步表明所得膜具有一定的气体选择性,0.3MPa和0.5MPa下对氮气和氩气的分离因子α分别为1.191和1.185,和氮气与氩气的理论分离因子(α=1.194)相当,说明气体通过膜的扩散以Knudsen扩散传质为主。用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,最可几孔径约为4.3nm。     

Kinetics of carbon dioxide sorption by the composite material K2CO3 in Al2O3

The kinetics of the CO₂ sorption by a composite sorbent K₂CO₃ in Al₂O₃ was studied in a gradientless adsorber at 295 K. The order of the sorption rate with respect to the CO₂ concentration was found to be n = 1.04 ± 0.07. The sorption rate constants were evaluated for sorbent grains of various sizes between 0.25 and 2.1 mm. It was shown that the rate constant is proportional to the grain reciprocal radius. The dynamic capacity was obtained as a function of the CO₂ concentration. The maximum sorption capacity was found to be 83 mg of CO₂ per 1 g of the sorbent. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.