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《合肥工业大学》 2007年
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固体催化剂生物柴油的制备及催化工艺的研究

张轶  
【摘要】: 生物柴油作为石化能源的替代品之一,越来越受到人们的广泛关注。目前,生物柴油的生产方法主要是均相碱催化剂催化酯交换,虽然该方法技术成熟,但还存在容易产生皂化反应,产生工业废水污染环境等缺点。本文在分析目前制备生物柴油所用催化剂的基础上,侧重研究生物柴油高效固体催化剂的制备与表征,对不同原料制备生物柴油的工艺进行了探讨,主要结论如下: (1)利用X射线衍射仪和透射电镜对制备的Zr改性固体酸催化剂S_2O_8~(2-)-TiO_2/Fe_3O_4进行表征,结果表明,保持Zr和Ti的摩尔比为7∶300,焙烧温度为450℃,焙烧时间为3h时,催化剂的活性组分充分分散在载体上,得到较好的结晶,形成了40~60nm粒径的晶粒,保持了较强的磁性。 (2)利用X射线衍射对制备的KNO_3/ZrO_3进行表征,结果表明,负载KNO3的质量为载体ZrO2质量的20%,干燥温度为110℃,活化时焙烧温度为700℃,焙烧时间为4h,KNO_3完全分散在载体上,形成了均衡的碱位。 (3)将固体酸催化剂用于脂肪酸甲酯化制备生物柴油,采用单因素和正交试验对工艺进行优化,以酯化率为指标得到最佳工艺参数为反应温度65℃,反应时间6h,催化剂投入量占脂肪酸质量的12%,甲醇投入量为每克脂肪酸加入3ml甲醇,酯化率达到94.48%。 (4)以菜籽油和煎炸废油为原料,利用固体碱催化剂催化制备生物柴油,以转化率为考察指标,采用单因素和正交试验对工艺进行优化,得到以菜籽油为原料时制备的最佳工艺参数为固体催化剂投入量2.5%,醇油摩尔比9∶1,反应温度65℃,反应时间3h,转化率达到93.9%;以煎炸废油为原料时最佳工艺参数为反应温度65℃,反应时间3h,固体催化剂投入量4%,醇油摩尔比6∶1,转化率达到91.2%。 (5)利用气质联用仪对制备的生物柴油的成分及组成进行分析,脂肪酸甲酯化反应制备的生物柴油脂肪酸甲酯含量达到98.03%,以煎炸废油为原料制备的生物柴油脂肪酸甲酯含量达到98.53%。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TE667

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