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甘三酯酯交换反应固体碱催化剂的研究

查春鸿  
【摘要】: 本论文采用原位聚合担载的方法制备了聚丙烯酸钠担载NaOH的高吸水性氢氧化钠/聚丙烯酸钠(NaOH/NaPAA)固体碱催化剂,研究了催化剂的吸水性、保水性、溶胀性和碱性,利用红外光谱(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)对催化剂结构进行了表征,并考察了高吸水性固体碱催化剂催化橄榄油与甲醇的酯交换反应制备生物柴油的催化反应活性。结果表明,交联剂用量和NaOH担载量对NaOH/NaPAA固体碱催化剂的吸水倍率影响均明显,随着交联剂用量和NaOH担载量的增加,吸水倍率均呈先上升后降低的趋势,交联剂用量为mNMBA/mNaAA=0.32×10-2、NaOH担载量为7.5mmolg-1时,吸水倍率达到最大值193g·g-1。交联剂用量和NaOH担载量对NaOH/NaPAA固体碱催化剂的保水性能有影响,交联剂用量为mNMBA/mNaAA=0.32×10-2、NaOH担载量为7.5mmolg-1的NaOH/NaPAA固体碱的保水性能性能最好。NaOH/NaPAA固体碱在水中溶胀5min,溶胀度即达到50g·g-1,但在橄榄油、橄榄油甲酯、甲醇、甘油的有机溶剂中基本不发生溶胀。交联剂用量对NaOH/NaPAA固体碱的碱强度和碱量均没有影响,聚丙烯酸钠的碱强度为7.2H_9.3,碱量为0.28mmol·g-1,担载NaOH的NaOH/NaPAA固体碱催化剂的碱强度达15.0H_<18.4,且碱量随NaOH担载量的增加而增大。NaOH担载量的增加有助于提高高吸水性NaOH/NaPAA固体碱的聚合程度,担载的NaOH均能较好的分散在聚丙烯酸钠聚合物基体中。催化橄榄油甘三酯甲醇酯交换反应,NaOH/NaPAA固体碱催化剂显示了高酯交换活性和耐水性。在反应温度为60℃、醇油摩尔比为6:1、催化剂用量为3%、反应时间为2h的条件下,对于不含水的原料油,甲酯产率达到96.10%,原料油含水量增大到2%时,甲酯产率仍可达到87.26%。


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