一种负载型固体碱催化剂及其制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及催化剂技术领域，具体涉及一种负载型固体碱催化剂及其制备与应用。所述负载型固体碱催化剂的制备方法如下：将Sr(NO3)2和电石渣(CS)充分混合后将混合物高温煅烧，即得所述负载型固体碱催化剂。本发明专利技术中通过将硝酸锶与电石渣混合煅烧，得到的催化剂SrO/CS在大豆油酯交换制备生物柴油工艺中表现出良好的稳定性能，催化剂重复使用5次后，其催化酯交换活性没有明显下降，所得生物柴油产率可以达到94.11％；本发明专利技术中锶和钙相互作用生成的Ca

【技术实现步骤摘要】
一种负载型固体碱催化剂及其制备与应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，具体涉及一种负载型固体碱催化剂及其制备与应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]生物柴油是一种来源于动植物油脂，硫、氮等元素含量低，CO2净排放量为零的清洁可再生能源，它和化石柴油的性能接近，因此不需要对柴油机械进行改造就可以使用，进而成为柴油的优良替代品。生物柴油的制备方法有多种，其中酯交换法彻底改变原料油的化学结构，将大分子原料油通过化学反应转化为密度小、流动性强的生物柴油，为其后期的储存、运输和使用创造了有利条件。
[0004]酯交换反应中，需要使用催化剂以减少生产生物柴油过程中存在的反应时间长、反应温度高、生物柴油产率低等问题。电石废渣成本低廉，可将其进行一定的处理后用于催化酯交换反应，这属于工业钙基废弃物材料用于催化生产生物柴油的范围。电石废渣经高温煅烧后可以得到以氧化钙为主要成分的酯交换催化剂，其催化效率在固体催化剂中处于较高的水平。电石废渣具有廉价易得、处理流程少、催化剂制备简单等优点，但是专利技术人发现，该催化剂在使用过程中会有部分溶解于液体反应物中，尽管当次使用时生物柴油产率会有提升，但会造成工艺系统中催化剂量的减少和产物纯度的下降。因此，催化剂的稳定性亟待提高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种负载型固体碱催化剂SrO/电石渣(CS)，其在大豆油酯交换制备生物柴油工艺中表现出良好的稳定性能；在间歇式酯交换反应系统上考察发现，SrO/CS催化酯交换反应所得生物柴油产率可达96.60％，催化剂重复使用5次后，其催化活性没有明显下降所得生物柴油产率可以达到94.11％，可见本专利技术制备的SrO/CS催化剂在催化大豆油生产生物柴油的酯交换反应中体现了较好的稳定性能。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下所述：
[0007]在本专利技术的第一方面，提供一种负载型固体碱催化剂的制备方法，所述制备方法如下：
[0008]将Sr(NO3)2和电石渣(CS)充分混合后将混合物高温煅烧，即得所述负载型固体碱催化剂。
[0009]在一种或多种实施方式中，按照所采集的电石废渣中Ca(OH)2的量计算所需Sr(NO3)2的量；
[0010]Sr(NO3)2和Ca(OH)2的摩尔比为1～6:10，优选为1:10，2:10，3:10，4:10，5:10或6:10；
[0011]在一种或多种实施方式中，高温煅烧的条件为800～1000℃煅烧1.5～2.5h。
[0012]现有技术中，电石废渣经高温煅烧后可以得到以氧化钙为主要成分的酯交换催化剂，并且其催化效率在固体催化剂中处于较高的水平；将该催化剂用于生物柴油的催化生产中时，该催化剂在使用过程中会有部分溶解于液体反应物中，尽管当次使用时生物柴油产率会有提升，但会造成工艺系统中催化剂量的减少和产物纯度的下降，即其稳定性较差；
[0013]本专利技术中通过将硝酸锶与电石渣混合煅烧，得到的催化剂SrO/CS在大豆油酯交换制备生物柴油工艺中表现出良好的稳定性能，其催化酯交换反应所得生物柴油产率可达96.60％，催化剂重复使用5次后，其催化酯交换活性没有明显下降，所得生物柴油产率可以达到94.11％；本专利技术中锶和钙相互作用生成的Ca
0.1
Sr
0.9
O和Ca
0.7
Sr
0.3
O，其在液相反应环境中的稳定性优于CS，这可能是SrO/CS催化剂稳定性较高的原因。
[0014]在本专利技术的第二方面，提供一种第一方面所述的负载型固体碱催化剂的制备方法制备得到的负载型固体碱催化剂。
[0015]在本专利技术的第三方面，提供一种第二方面所述的负载型固体碱催化剂在生物柴油制备中的应用。
[0016]具体地，在催化大豆油生产生物柴油的酯交换反应中的应用。
[0017]本专利技术的具体实施方式具有以下有益效果：
[0018]本专利技术实施方式中制备的负载型固体碱催化剂SrO/电石渣(CS)，其在大豆油酯交换制备生物柴油工艺中表现出良好的稳定性能，在间歇式酯交换反应系统上考察发现，催化剂重复使用5次后，其催化酯交换活性没有明显下降，所得生物柴油产率可以达到94.11％；
[0019]电石废渣价易得，且催化剂制备方法简单。
附图说明
[0020]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0021]图1为本专利技术实施例1～实施例6制备的负载型固体碱催化剂SrO/CS的XRD图谱；
[0022]图2为本专利技术实施例1～实施例6制备的负载型固体碱催化剂SrO/CS的孔径分布；
[0023]图3为本专利技术实施例1～实施例6制备的负载型固体碱催化剂SrO/CS的催化性能；
[0024]图4为CS和本专利技术实施例3制备的负载型固体碱催化剂SrO/CS的循环使用性能；
具体实施方式
[0025]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0026]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0027]本专利技术的一种实施方式中，提供了一种负载型固体碱催化剂的制备方法，所述制备方法如下：
[0028]将Sr(NO3)2和电石渣(CS)中加水搅拌得到混合物，将该混合物干燥后高温煅烧，即得所述负载型固体碱催化剂。
[0029]在一种或多种实施方式中，Sr(NO3)2的量根据所采集的电石废渣中Ca(OH)2的量进行确定；
[0030]Sr(NO3)2和Ca(OH)2的摩尔比为1～6:10，优选为1:10，2:10，3:10，4:10，5:10或6:10；
[0031]在一种或多种实施方式中，高温煅烧的条件为800～1000℃煅烧1.5～2.5h；
[0032]具体地，将Sr(NO3)2和电石渣(CS)中加水搅拌得到混合物，将该混合物干燥后800～1000℃煅烧1.5～2.5h，得到所述负载型固体碱催化剂。
[0033]在一种或多种实施方式中，所述搅拌在15～25℃下机械搅拌2～3h；优选20℃下机械搅拌2h；
[0034]在一种或多种实施方式中，所述干燥的条件为在100～110℃条件下干燥18～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载型固体碱催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：将Sr(NO3)2和电石渣(CS)中加水搅拌得到混合物，将该混合物干燥后高温煅烧，即得所述负载型固体碱催化剂。2.如权利要求1所述的负载型固体碱催化剂的制备方法，其特征在于，Sr(NO3)2的量根据所采集的电石废渣中Ca(OH)2的量进行确定；Sr(NO3)2和Ca(OH)2的摩尔比为1～6:10，优选为1:10，2:10，3:10，4:10，5:10或6:10。3.如权利要求1所述的负载型固体碱催化剂的制备方法，其特征在于，高温煅烧的条件为800～1000℃煅烧1.5～2.5h。4.如权利要求1所述的负载型固体碱催化剂的制备方法，其特征在于，将Sr(NO3)2和电石渣(CS)中加水搅拌得到混合物，将该混...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梦琪，刘宗昊，胡勋，孜尔代，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：