一种负载型固体碱催化剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种负载型固体碱催化剂的制备方法及其应用，属于生物柴油应用技术领域。其以Y

Preparation and application of a supported solid base catalyst

【技术实现步骤摘要】
一种负载型固体碱催化剂的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种负载型固体碱催化剂的制备方法及其应用，属于生物柴油应用

技术介绍
21世纪，全世界面临的两个严重问题是能源危机和环境污染。因此，寻找可再生能源替代化石燃料受到全世界的瞩目。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、可持续再生产的新能源，备受关注。生物柴油是由动植物油、废弃食油等油与短链醇作为原料合成的。在过去，均相碱性催化剂如NaOH、K2CO3等作为加快合成生物柴油的催化剂，但是，均相碱性催化剂与生物柴油难以分离，导致催化剂不能重复使用。同时，它会消耗大量的水资源，甚至造成环境污染。同时，生物柴油的进一步提纯将继续增加生物柴油的生产成本，给工业生产带来巨大困难。此外，CaO因其廉价易得、催化活性高而广泛应用于催化合成生物柴油。然而，CaO也有一些缺点，CaO在催化合成生物柴油反应过程中易与原料形成糊状，耐水耐酸性差，一旦原料油中存在一定量的水和游离的脂肪酸，都会使得CaO失活。采用Y2O3为催化剂的载体，Li2O为活性中心，通过湿浸渍法制备得到Li-Y2O3固体碱催化剂。制得的Li-Y2O3固体碱催化剂即具有传统的固体碱催化剂的催化活性，又具备良好的耐酸性和耐水性，可用于含有一定量水和游离脂肪酸的原料油生产生物柴油应用中，减少了原料油提纯的成本，同时，催化剂的制备方法比较简单，也大大的缩小了商业生产生物柴油的成本，适合生物柴油的商业化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述不足之处，提供一种负载型固体碱催化剂的制备方法及其应用，具有易制备、高催化活性以及良好的耐酸和耐水性的优势。本专利技术的技术方案，一种负载型固体碱催化剂的制备方法，步骤如下：(1)溶解：将LiNO3溶于去离子水中，在15～40℃下磁力搅拌0.5～2h得到澄清溶液；继续加入Y2O3粉末，在15～40℃下磁力搅拌4～18h；(2)旋蒸：将步骤(1)制得的混合物在温度为40～100℃的旋转蒸发仪中蒸干水分，研磨得到白色粉末；(3)干燥：将步骤(2)制得的白色粉末置于恒温烘箱中，80～150℃下干燥4～18h；(4)煅烧：将步骤(3)制得的白色粉末置于500～800℃马弗炉中，煅烧1～5h，制得负载型固体碱催化剂。进一步地，所述负载型固体碱催化剂具体为Y2O3负载Li2O催化剂。进一步地，步骤(1)中LiNO3：Y2O3：去离子水质量比为0.1～1：1：5～50。负载型固体碱催化剂的应用，将其应用于合成生物柴油。本专利技术采用LiNO3作为锂源，提供Li2O为活性中心具有以下优势，一方面，Li+半径较小，可以代替Y3+，产生更多的氧离子空位，增强了表面氧原子的电子对供应能力，从而促进了催化剂表面上强碱性位点的形成，有利于提高生物柴油的产率；另一方面，Li-Y2O3固体碱催化剂组分之间发生电子转移，产生强相互作用，减少催化剂活性组分的浸出率，提高催化剂活性组分对水和游离脂肪酸的抗性。因此，本专利技术Li-Y2O3固体碱催化剂在未来的商业化生物柴油生产中具有广阔的应用前景。本专利技术的有益效果：本专利技术方法步骤简单，符合绿色环保的要求，在工业化生产生物柴油的应用中具有很大的前景。制备所得的催化剂具有催化活性高、制备工艺简单、可重复使用性以及良好的耐酸和耐水性等特性，可望成为生物柴油商业化生产中极具竞争力的催化剂。附图说明图1为实施例1所得0.1Li-Y2O3催化剂的透射电镜图。图2为实施例1所得0.1Li-Y2O3催化剂的CO2程序升温脱附图。图3为实施例1所得0.1Li-Y2O3催化剂的热重曲线图。图4为实施例1、4-6，对比实施例1制备所得0.1Li-Y2O3，0.2Li-Y2O3，0.075Li-Y2O3，0.05Li-Y2O3和Y2O3的X射线衍射图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例1一种负载型固体碱催化剂，其制备方法包括如下步骤：(1)溶解：将0.1gLiNO3放于单口烧瓶中，加入15mL去离子水，在40℃下磁力搅拌0.5h得到澄清溶液；制得的溶液中加入1.0gY2O3粉末，混合溶液在40℃下搅拌12h；(2)旋蒸：将步骤(1)制得的混合溶液置于80℃的旋转蒸发仪中，蒸干混合溶液水分，研磨得到白色粉末；(3)干燥：将步骤(2)制得的白色粉末置于恒温烘箱中，120℃干燥过夜；(4)煅烧：将步骤(3)所得白色粉末置于700℃马弗炉中，煅烧2h，得到所述负载型固体碱催化剂0.1Li-Y2O3，记为0.1Li-Y2O3-700。制备所得0.1Li-Y2O3催化剂的透射电镜图如图1所示，CO2程序升温脱附图如图2所示，热重曲线图如图3所示；对应的X射线衍射图如图4所示。实施例2一种负载型固体碱催化剂，其制备方法包括如下步骤：(1)溶解：将0.1gLiNO3放于单口烧瓶中，加入15mL去离子水，在25℃下磁力搅拌1h得到澄清溶液；制得的溶液中加入1.0gY2O3，混合溶液在25℃下搅拌8h；(2)旋蒸：将步骤(2)制得的混合溶液置于60℃的旋转蒸发仪中，蒸干混合溶液水分，研磨得到白色粉末；(3)干燥：将步骤(2)制得的白色粉末置于恒温烘箱中，100℃干燥过夜；(4)煅烧：将步骤(3)所得白色粉末置于600℃马弗炉中，煅烧3h，得到所述负载型固体碱催化剂0.1Li-Y2O3-600。实施例3一种负载型固体碱催化剂，其制备方法包括如下步骤：(1)溶解：将0.1gLiNO3放于单口烧瓶中，加入40mL去离子水，在15℃下磁力搅拌2h得到澄清溶液；继续加入1.0gY2O3粉末，混合溶液在40℃下搅拌14h；(2)旋蒸：将步骤(2)制得的混合溶液置于100℃的旋转蒸发仪中，蒸干混合溶液中的水分，研磨得到白色粉末；(3)干燥：将步骤(2)制得的白色粉末置于恒温烘箱中，150℃干燥过夜；(4)煅烧：将步骤(3)所得白色粉末置于800℃马弗炉中，煅烧1h，得到所述负载型固体碱催化剂0.1Li-Y2O3-800。实施例4在催化剂的制备条件与实施例1完全相同的情况下，只将制备方法中的LiNO3的量变为0.2g，得到负载型固体碱催化剂0.2Li-Y2O3。所得负载型固体碱催化剂0.2Li-Y2O3对应的X射线衍射图如图4所示。实施例5在催化剂的制备条件与实施例1完全相同的情况下，只将制备方法中的LiNO3的量变为0.075g，得到负载型固体碱催化剂0.075Li-Y2O3。所得负载型固体碱催化剂0.075Li-Y2O3对应的X射线衍射图如图4所示。实施例6在催化剂的制备条件与实施例1完全相同的情况下，只将制备方法中的LiNO3的量变为0.05g，得到负载型固体碱催化剂0.05Li-Y2O3。所得负载型固体碱催化剂0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载型固体碱催化剂的制备方法，其特征是步骤如下：/n（1）溶解：将LiNO

【技术特征摘要】
1.一种负载型固体碱催化剂的制备方法，其特征是步骤如下：
（1）溶解：将LiNO3溶于去离子水中，在15~40℃下磁力搅拌0.5~2h得到澄清溶液；继续加入Y2O3粉末，在15~40℃下磁力搅拌4~18h；
（2）旋蒸：将步骤（1）制得的混合物在温度为40~100℃的旋转蒸发仪中蒸干水分，研磨得到白色粉末；
（3）干燥：将步骤（2）制得的白色粉末置于恒温烘箱中，80~150℃下干燥4~18h；
（4）煅烧：将步骤（3）制得的白色粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萍波，陈旋，范明明，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32