生物柴油催化剂X-Ca-Mg-Al-O及制备方法技术

技术编号:15035417 阅读:75 留言:0更新日期:2017-04-05 10:13
生物柴油催化剂X-Ca-Mg-Al-O及制备方法。本发明专利技术以铈、镧或锂、钙、镁、铝的硝酸盐为原料,以尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法先制得X-Ca-Mg-Al类水滑石,再经高温焙烧制得X-Ca-Mg-Al-O固体碱催化剂。以蓖麻油和甲醇的酯交换反应为探针反应,以蓖麻油的转化率为催化剂活性评价指标,采用单因素试验考察了制备条件对催化剂活性的影响,找到了制备固体碱催化剂的优化工艺条件。并采用Hammett指示剂滴定法、TG、BET、XRD及SEM对催化剂及其前驱体进行了表征。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物柴油固体碱催化剂,具体为生物柴油催化剂X-Ca-Mg-Al-O及制备方法
技术介绍
近年来,为了制备出活性较高、原料适应性强、碱溶解流失少、能重复使用多次且成本较低的生物柴油固体碱催化剂,研究者在元素组配、废旧原材料的选择及制备方法的改进方面做了大量的探索与改进工作。例如,采用焙烧的方法制备的造纸白泥催化剂,废电石催化剂。采用疏水改性的方法制备的溴乙烷-CaO催化剂。采用浸渍、焙烧的方法制备的CaO/MS,KOH/丝光沸石,KOH/NaY,KOH/NaOH/膨润土,KF/CaO/高岭土,Li2CO3/花生壳灰,NaAlO2/Al2O3,Na2SiO3/Fe3O4及C4H4O6KNa/ATP催化剂。采用混合、焙烧的方法制备的K2CO3/KLC催化剂。采用共沉淀、焙烧的方法制备的La-Mg-O,Ca-Mg-Zn-Al-O及ZnO-La2O3催化剂。采用混合、研磨、焙烧的方法制备的CaO/NaY催化剂。采用混合、浸渍、焙烧的方法制备的KOH/CaO/C催化剂。采用共沉淀、浸渍、焙烧的方法制备的K2O/CaO-ZnO,KF/Mg3Al0.6La0.4,CaO/CoFe2O4及CaO/Mg-Al-O催化剂。采用超临界溶胶-凝胶法制备的纳米级Cs-MgO催化剂。这些新型固体碱催化剂在纯油脂及废油脂与甲醇的酯交换反应中均表现出了较高的催化活性。其中有些催化剂在抗酸、抗水、抗皂化方面效果明显;有些催化剂在防止碱活性组分流失方面优势突出,有些催化剂在重复使用性能方面独具特色。
技术实现思路
本专利技术的目的在于制备出活性较高、原料适应性强、碱溶解流失少、能重复使用多次且成本较低的新型的生物柴油固体碱催化剂。本专利技术是采用如下技术方案实现的:一种生物柴油催化剂X-Ca-Mg-Al-O,其中X=Ce、La或者Li;当X=Ce时,n(Ce):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.1~0.3:1.5~3:3~4.5:2;当X=La时,n(La):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.0135~0.054:2~4:2~4:2;当X=Li时,n(Li):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.25~1:1~2:1~2:1。优选的,当X=Ce时,n(Ce):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.1:3:3:2;当X=La时,n(La):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.0270:4:2:2;当X=Li时,n(Li):n(Ca):n(Mg):n(Al)=1:2:1:1。上述生物柴油催化剂X-Ca-Mg-Al-O的制备方法包括如下步骤:催化剂Ce-Ca-Mg-Al-O的制备:按照n(尿素)/n(NO-3)=1.5、m(水)/m(硝酸盐尿素混合物)=2及元素配比,称取规定量的Ce(NO3)3·6H2O、Ca(NO3)2·4H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素及去离子水,搅拌溶解得均匀混合溶液;将其倒入水热合成反应釜内,放入烘箱中,在115~125℃温度下反应8h,取出冷却至室温;将冷却后的溶液用布氏漏斗进行抽滤;水洗至洗涤液的pH=7为止;将抽滤所得滤饼置于真空干燥箱中,在70℃下干燥10h;将干燥好的固体装入坩埚中,放入马弗炉内,在650~800℃焙烧温度下焙烧6h,得到Ce-Ca-Mg-Al-O固体碱催化剂。催化剂La-Ca-Mg-Al-O的制备:按照n(尿素)/n(NO-3)=1.5、m(水)/m(硝酸盐尿素混合物)=2及元素配比,称取规定量的La(NO3)3·6H2O、Ca(NO3)2·4H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素及去离子水,搅拌溶解得均匀混合溶液;将其倒入水热合成反应釜内,放入烘箱中,在120~130℃下反应8h,取出冷却至室温;将冷却后的溶液用布氏漏斗进行抽滤、并水洗至洗涤液的pH=7为止;将抽滤所得滤饼置于真空干燥箱中,在70℃下干燥10h;将干燥好的固体装入坩埚中,放入马弗炉内,在700~800℃焙烧温度下焙烧6~8h,得到La-Ca-Mg-Al-O固体碱催化剂。催化剂Li-Ca-Mg-Al-O的制备:按照n(尿素)/n(NO-3)=1.5、m(水)/m(硝酸盐尿素混合物)=2及元素配比,称取规定量的LiNO3、Ca(NO3)2·4H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O、尿素及去离子水,搅拌溶解得均匀混合溶液;将其倒入水热合成反应釜内,放入烘箱中,在120℃下反应8h,取出冷却至室温;将冷却后的溶液用布氏漏斗进行抽滤、并水洗至洗涤液的pH=7为止;将抽滤所得滤饼置于真空干燥箱中,在70℃下干燥10h;将干燥好的固体装入坩埚中,放入马弗炉内,在700~850℃焙烧温度下焙烧6~7.5h,得到Li-Ca-Mg-Al-O固体碱催化剂。本申请以硝酸盐为原料,尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀及高温焙烧的方法制备了X-Ca-Mg-Al-O催化剂,并对催化剂前驱体进行了TG表征,对催化剂进行了碱强度、碱位量、BET、XRD及SEM表征。该催化剂催化活性较好、碱溶解流失较少,加之催化剂制备工艺简单,原料丰富,价格便宜,因此是一种适宜推广应用的固体碱催化剂。附图说明图1表示Ce-Ca-Mg-Al类水滑石TG曲线。图2表示Ce-Ca-Mg-Al-O催化剂的BET表征曲线。图3表示Ce-Ca-Mg-Al类水滑石及Ce-Ca-Mg-Al-O催化剂的XRD谱图。图4表示Ce-Ca-Mg-Al类水滑石的SEM图。图5表示Ce-Ca-Mg-Al-O催化剂的SEM图。图6表示La-Ca-Mg-Al类水滑石TG曲线。图7表示La-Ca-Mg-Al-O催化剂的BET表征曲线。图8表示La-Ca-Mg-Al类水滑石及La-Ca-Mg-Al-O催化剂的XRD谱图。图9表示La-Ca-Mg-Al类水滑石的SEM图。图10表示La-Ca-Mg-Al-O催化剂的SEM图。图11表示Li-Ca-Mg-Al类水滑石TG曲线。图12表示Li-Ca-Mg-Al-O催化剂的BET表征曲线。图13表示Li-Ca-Mg-Al类水滑石及Li-Ca-Mg-Al-O催化剂的XRD谱图。图14表示Li-Ca-Mg-Al类水滑石的SEM图。图15表示Li-Ca-Mg-Al-O催化剂的SEM图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细说明。实施例1一、Ce-Ca-Mg-Al-O催化剂的制备及其性能评价1、催化剂的制备:按照n(尿本文档来自技高网
...
生物柴油催化剂X-Ca-Mg-Al-O及制备方法

【技术保护点】
一种生物柴油催化剂X‑Ca‑Mg‑Al‑O,其特征在于:X=Ce、La或者Li;当X=Ce时,n(Ce):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.1~0.3:1.5~3:3~4.5:2;当X=La时,n(La):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.0135~0.054:2~4:2~4:2;当X=Li时,n(Li):n(Ca):n(Mg):n(Al) = 0.25~1:1~2:1~2:1。

【技术特征摘要】
1.一种生物柴油催化剂X-Ca-Mg-Al-O,其特征在于:X=Ce、La或者Li;
当X=Ce时,n(Ce):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.1~0.3:1.5~3:3~4.5:2;
当X=La时,n(La):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.0135~0.054:2~4:2~4:2;
当X=Li时,n(Li):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.25~1:1~2:1~2:1。
2.根据权利要求1所述的生物柴油催化剂X-Ca-Mg-Al-O,其特征在于:
当X=Ce时,n(Ce):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.1:3:3:2;
当X=La时,n(La):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.0270:4:2:2;
当X=Li时,n(Li):n(Ca):n(Mg):n(Al)=1:2:1:1。
3.一种生物柴油催化剂X-Ca-Mg-Al-O的制备方法,其特征在于:X=Ce、La或者Li;
当X=Ce时,n(Ce):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.1~0.3:1.5~3:3~4.5:2;
当X=La时,n(La):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.0135~0.054:2~4:2~4:2;
当X=Li时,n(Li):n(Ca):n(Mg):n(Al)=0.25~1:1~2:1~2:1;
制备方法包括如下步骤:
催化剂Ce-Ca-Mg-Al-O的制备:按照n(尿素)/n(NO-3)=1.5、m(水)/m(硝酸盐尿素混合
物)=2及元素配比,称取规定量的Ce(NO3)3·6H2O、Ca(NO3)2·4H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Al
(NO3)3·9H2O、尿素及去离子水,搅拌溶解得均匀混合溶液;将其倒入水热合成反应釜内,放
入烘箱中,在115~125℃温度下反应8h,取出冷却至室温;将冷却后的溶液用布氏漏斗进行
抽滤;水洗至洗涤液的pH=7为止;将抽滤所得滤饼置于真空干燥箱中,在70℃下干燥10h;
将干燥好的固体装入坩埚中,放入马弗炉内,在650~800℃焙烧温度下焙烧6h,得到Ce-Ca-
Mg-Al-O固体碱催化剂;
催化剂La-Ca-Mg...

【专利技术属性】
技术研发人员:靳福全李晓红侯雅婷
申请(专利权)人:太原工业学院
类型:发明
国别省市:山西;14

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1