一种复合氧化物固体碱催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种复合氧化物固体碱催化剂及其制备方法和在生物柴油制备中的应用。所述复合氧化物固体碱催化剂以埃洛石为载体，以纳米氧化镍和纳米氧化镧为活性组分，所述载体与活性组分的质量比为1：(0.5～1)，活性组分中所述纳米氧化镍和所述纳米氧化镧的质量比为1：(0.1～0.5)。将六水硝酸镍和六水硝酸镧超声分散于水中，并加入纯化后埃洛石粉末和水的混合液中，在50～70℃下搅拌6～12h，搅拌结束后离心分离并干燥，得到的产物煅烧活化得到复合氧化物的固体碱催化剂。本发明专利技术的所述复合氧化物固体碱催化剂用于生物柴油制备时的催化活性好、反应产率高，且便于回收和重复使用，重复利用仍能保持较强的催化活性，催化寿命长。催化寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种复合氧化物固体碱催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物柴油的
，具体地讲，是涉及一种复合氧化物固体碱催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]生物柴油作为最具代表性的可再生绿色能源，是一种无毒、可降解、可持续再生的新能源，受到广泛的关注。生物柴油通常是由动植物油、废弃食油等与短链醇作为原料合成的，其主要成分是脂肪酸烷基酯，如脂肪酸甲酯。
[0003]生物柴油传统的制备方法是利用液体催化剂通过酯化或酯交换反应制备，但是液体催化剂与生物柴油难以分离，不易重复利用并且在生产过程中会造成一定的废液排放，导致环境污染。同时，生物柴油的进一步提纯会继续增加生物柴油的生产成本。为了改进液体催化剂在污染环境和回收利用方面的问题，固体催化剂已成为目前研究和开发的热点。氧化钙因其廉价易得、催化活性高而作为固体碱催化剂广泛应用于催化合成生物柴油中；然而氧化钙在催化合成生物柴油反应过程中同时具有活性位点易浸出，耐水耐酸性差，使用寿命差等缺陷。
[0004]因此，开发一种新型的用于生物柴油制备的固体碱催化剂，提高催化剂使用活性、选择性和使用寿命，具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种复合氧化物固体碱催化剂及其制备方法和在生物柴油制备中的应用。
[0006]本专利技术的第一个目的，在于提供了一种复合氧化物固体碱催化剂，所述固体碱催化剂以埃洛石为载体负载活性组分；所述活性组分包括纳米氧化镍和纳米氧化镧。
[0007]本专利技术进一步设置为，所述载体埃洛石与所述活性组分的质量比为1：(0.5～1)，其中纳米氧化镍和纳米氧化镧的质量比为1：(0.1～0.5)，优选为1：(0.3～0.5)。
[0008]本专利技术进一步设置为，所述活性组分纳米氧化镍的粒径为10～30nm，纳米氧化镧的粒径为50～100nm。
[0009]本专利技术的第二个目的，在于提供了上述复合氧化物固体碱催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
[0010](1)将埃洛石粉末纯化后加入水中，在室温下搅拌混合，得到混合液A；
[0011](2)将硝酸镍和硝酸镧的溶液混合均匀，得到混合液B；
[0012](3)将混合液B加入混合液A中，在50～70℃下搅拌6～12h，使得金属镍离子和镧离子在埃洛石粉末孔道中均匀吸附，得到混合液C；
[0013](4)搅拌结束后，将混合液C离心分离并干燥，得到的产物煅烧活化得到负载氧化镍和氧化镧的固体碱催化剂。
[0014]本专利技术进一步设置为，所述步骤(1)中，将埃洛石研磨并筛分至200目，得到所述埃
洛石粉末；所述埃洛石粉末的纯化的步骤包括：
[0015]将埃洛石粉末浸没至0.5～1mol/L的稀硝酸溶液中，埃洛石粉末与稀硝酸溶液的混合比例为30～80g/L，并于60～90℃下混合6～12h，过滤后洗涤、干燥，并于350～450℃下煅烧2～5h，得到纯化后的埃洛石粉末。
[0016]本专利技术进一步设置为，所述步骤(1)中，将纯化后的埃洛石粉末加入水中，于300～400r/min条件下搅拌2～4h，得到混合液A；所述步骤(2)中，将硝酸镍和硝酸镧的溶液混合，超声分散10～20min，得到混合液B。
[0017]本专利技术进一步设置为，所述步骤(3)中，混合液B加入混合液A中的搅拌转速为350～450r/min。
[0018]本专利技术进一步设置为，所述步骤(4)中，分离、干燥后得到的产物在马弗炉中于650～850℃下煅烧2～5h活化得到所述复合氧化物固体碱催化剂。
[0019]本专利技术的第三个目的，在于提供了上述纳米氧化镍固体碱催化剂在生物柴油制备中的应用，具体包括以下步骤：
[0020](1)将原料油脂和甲醇以质量比为1：(7～9)加入反应釜中，搅拌并升温至70～90℃；
[0021](2)反应釜中加入所述固体碱催化剂，所述固体碱催化剂与所述原料油脂的质量比为2％～3％，反应4～6h，制备得到生物柴油。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023](1)本专利技术提供的复合氧化物的固体碱催化剂，以纳米氧化镍和纳米氧化镧作为活性组分，纳米氧化镍和纳米氧化镧均为所述催化剂的碱性位点，且一定量氧化镧的加入在一定程度上避免了纳米氧化镍的团聚，使得活性位点分布更加均匀，其粒径分别在10～30nm、50～100nm范围内，催化活性好、反应产率高；以埃洛石作为催化剂载体，利用其螺旋管状发达的孔径结构，使活性组分负载后不易脱落浸出，且减小生物柴油反应过程中的传质阻力，提高反应效率。
[0024](2)所述复合氧化物的固体碱催化剂便于回收和重复使用，且重复利用仍能保持较强的催化活性，催化寿命长。
[0025](2)所述复合氧化物的固体碱催化剂的制备方法简单，原料易得，易于工业化应用。
具体实施方式
[0026]以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。应理解，以下实施例仅用于对本专利技术作进一步说明，不应理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据本专利技术的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。
[0027]实施例1
[0028](1)将埃洛石研磨并筛分至200目，得到埃洛石粉末，将埃洛石粉末浸没至0.5mol/L的稀硝酸溶液中，埃洛石粉末与稀硝酸溶液的混合比例为50g/L，并于60℃下混合均匀10h，过滤后洗涤、干燥，并于350℃下煅烧4h，得到纯化后的埃洛石；
[0029]取1g纯化后的埃洛石粉末加入200mL去离子水中，在室温下搅拌混合，300r/min条件下搅拌3h，得到混合液A；
[0030](2)分别取1.76g六水硝酸镍和0.13g六水硝酸镧加入10mL去离子水中，超声分散10min，得到混合液B；
[0031](3)将混合液B加入混合液A中，在50℃、转速为350r/min下搅拌12h，得到混合液C；
[0032](4)搅拌结束后，将混合液C离心分离、干燥，得到的产物在马弗炉中于650℃下煅烧5h活化得到负载氧化镍和氧化镧的固体碱催化剂。
[0033]所述催化剂中载体埃洛石与活性组分的质量比为1:0.5，活性组分中氧化镍和氧化镧的质量比为1:0.1；经检测载体上负载的所述氧化镍的粒径范围为10～50nm，所述氧化镧的粒径范围为50～150nm。
[0034]实施例2
[0035](1)将埃洛石研磨并筛分至200目，得到埃洛石粉末，将埃洛石粉末浸没至0.5mol/L的稀硝酸溶液中，埃洛石粉末与稀硝酸溶液的混合比例为80g/L，并于60℃下混合均匀10h，过滤后洗涤、干燥，并于350℃下煅烧5h，得到纯化后的埃洛石；
[0036]取1g纯化后的埃洛石粉末加入200mL去离子水中，在室温下搅拌混合，300r/min条件下搅拌3h，得到混合液A；
[0037](2)分别取1.29g六水硝酸镍和0.45g六水硝酸镧加入10mL去离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合氧化物固体碱催化剂，其特征在于，所述固体碱催化剂以埃洛石为载体，负载活性组分；所述活性组分包括纳米氧化镍和纳米氧化镧。2.根据权利要求1所述的固体碱催化剂，其特征在于，所述载体埃洛石与所述活性组分的质量比为1：(0.5～1)，活性组分中所述纳米氧化镍和所述纳米氧化镧的质量比为1：(0.1～0.5)，优选为1：(0.3～0.5)。3.根据权利要求1所述的固体碱催化剂，其特征在于，所述纳米氧化镍的粒径为10～30nm；纳米氧化镧的粒径为50～100nm。4.一种复合氧化物固体碱催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将埃洛石粉末纯化后加入水中，得到混合液A；(2)将硝酸镍和硝酸镧的溶液混合，得到混合液B；(3)将混合液A和混合液B混合，于50～70℃下搅拌6～12h，得到混合液C；(4)将混合液C离心分离并干燥，得到的产物煅烧活化得到负载纳米氧化镍和纳米氧化镧的固体碱催化剂。5.根据权利要求4所述的固体碱催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述埃洛石粉末的纯化包括以下步骤：将埃洛石粉末浸没至0.5～1mol/L的稀硝酸溶液中，埃洛石粉末与稀硝酸溶液的混合比例为30～80g/L，并于60～90℃下混合6～12...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建斌，张学旺，雷曼云，顾得亮，
申请(专利权)人：上海中器环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：