一种低成本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一种低成本固体碱催化剂及其制备与应用。原料由电石渣和黏土组成，电石渣和黏土的质量比百分数为20

【技术实现步骤摘要】
一种低成本固体碱催化剂及其制备与应用


[0001]本专利技术属于固体碱催化剂
，具体涉及一种低成本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]生物柴油生产的一般方法为通过酯交换反应的方法，工业上用于酯交换反应的为均相催化剂。但均相催化剂用于酯交换反应时存在一些问题，例如，很难与液体产物分离因而不能重复使用；催化剂中的离子易溶解在产物中，必须用清水清洗中和后才能排放，废水容易造成环境污染。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种低成本固体碱催化剂及其制备与应用。本专利技术提出了一种固体碱催化剂，通过载体和固体碱催化剂配合，用于提高酯交换反应的稳定性能。
[0005]为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：
[0006]第一方面，一种低成本固体碱催化剂，原料由电石渣和黏土组成，电石渣和黏土的质量比百分数为20
‑
200％，黏土作为载体，电石渣负载在黏土上，所述固体碱催化剂中主要成分为CaO、SiO2。
[0007]电石渣(CS)是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。电石渣的成分具有发达的孔径结构，煅烧后得到CaO，由于其具有发达的孔结构，所以其催化活性比纯CaO的效果好，但是与纯CaO类似，参与酯交换反应时微溶于甲醇。
[0008]黏土(Clay)的主要成分为SiO2，黏土作为电石渣的载体，电石渣负载在黏土的孔径中，黏土的主要成分使整体的固体碱催化剂能够解决稳定性差的问题。得到的固体碱催化剂可以重复使用5次，且在使用过程中可以一直保持较高的催化活性。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，电石渣和黏土的质量比百分数为40
‑
180％；进一步为40、80、100、125、175％等。黏土对电石渣的碱性强度影响不大，随着电石渣的质量比百分数增大，碱性强度增大，CaO晶相衍射强度增大，载体黏土的SiO2晶相变化不大，载体具有稳定性。
[0010]第二方面，上述低成本固体碱催化剂的制备方法，所述方法为：电石渣和黏土混合，然后将混合物煅烧得到固体碱催化剂。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，电石渣和黏土的混合方法为：过量浸渍法、等体积浸渍法或机械混合法中的一种或两种；优选为等体积浸渍法。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，过量浸渍法的介质为水，过量浸渍法的过程中温度
为室温，时间为1.5
‑
2.5h。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，等体积浸渍法的介质为水，等体积浸渍法的温度为室温。对于电石渣和黏土，通过等体积浸渍法得到的催化剂，具有更好的生物柴油产率。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，机械混合法为电石渣和黏土固体的形式直接混合。
[0015]如果采用过量浸渍法或等体积浸渍法进行电石渣和黏土的混合，在本专利技术的一些实施方式中，电石渣和黏土混合后需要进行烘干，烘干的温度为90
‑
110℃，烘干的时间为10
‑
25h。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，煅烧的温度为700
‑
800℃，煅烧的时间为1
‑
3h；进一步，煅烧的温度为730
‑
780℃，煅烧的时间为1.5
‑
2.5h。
[0017]第三方面，上述低成本固体碱催化剂在制备生物柴油领域中的应用。
[0018]作为酯交换反应的催化剂。一般的生物柴油制备为原料油与短链醇在催化剂作用下反应生成脂肪酸烷基酯和副产物甘油。
[0019]本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0020]通过黏土作为载体，电石渣负载在黏土上作为主要的催化活性物质，催化剂中的主要成分为CaO、SiO2。CaO和SiO2形成能够紧密连接的整体结构，能够解决CaO参与酯交换反应时稳定性差的问题。能够解决CaO参与酯交换反应时微溶于甲醇的问题。能够重复使用。
[0021]电石渣主要是一种来源于气体厂的工业钙基废弃物，其堆积不仅占用大量的土地空间，而且会造成环境污染。本专利技术充分的利用了电石渣，解决了环境污染的问题；
[0022]黏土相比于其它物质(比如凹凸棒土、高岭土)在我国分布广泛，而且不需要处理即可作为载体。
附图说明
[0023]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，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。
[0024]图1为不同制备方法催化所得的生物柴油产率图；
[0025]图2为催化剂的循环使用性能图；
[0026]图3为不同催化剂的孔径分布图；
[0027]图4为不同催化剂的XRD图谱；
[0028]图5为实施例2不同质量比百分数的催化剂的CO2‑
TPD图谱；
[0029]图6为实施例2不同质量比百分数的催化剂的XRD图谱。
具体实施方式
[0030]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0031]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。
[0032]下面结合实施例对本专利技术进一步说明
[0033]实施例1
[0034]采用过量浸渍法，电石渣和黏土的质量比百分数值分别取为40、80、100、125、175％。将电石渣和黏土共同溶于一定质量的去离子水中并在20℃下机械搅拌2h。将所得的混合物在103℃的烘箱中干燥20h，在750℃的马弗炉中煅烧2h，获得固体碱催化剂，记为EI 750，其中质量比为125％的记为EI125
‑
750。
[0035]实施例2
[0036]采用等体积浸渍法，电石渣和黏土的质量比百分数值分别取为40、80、100、125、175％。将电石渣和黏土共同溶于一定质量的去离子水中搅拌均匀。将所得的混合物在103℃的烘箱中干燥20h，在750℃的马弗炉中煅烧2h，获得固体碱催化剂，记为EVI750，其中质量比为40％的记为EVI40
‑
750，质量比为80％的记为EVI80
‑
750，质量比为100％的记为EVI 100
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750，质量比为125％的记为EVI 125
‑
750，质量比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本固体碱催化剂，其特征在于：原料由电石渣和黏土组成，电石渣和黏土的质量比百分数为20
‑
200％，黏土作为载体，电石渣负载在黏土上，所述固体碱催化剂中主要成分为CaO、SiO2。2.如权利要求1所述的低成本固体碱催化剂，其特征在于：电石渣和黏土的质量比百分数为40
‑
180％。3.如权利要求1或2所述的低成本固体碱催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法为：电石渣和黏土混合，然后将混合物煅烧得到固体碱催化剂。4.如权利要求3所述的低成本固体碱催化剂的制备方法，其特征在于：电石渣和黏土的混合方法为：过量浸渍法、等体积浸渍法或机械混合法中的一种或两种；优选为等体积浸渍法。5.如权利要求3所述的低成本固体碱催化剂的制备方法，其特征在于：过量浸渍法的介质为水，过量浸渍法的过程中温度为18...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梦琪，胡勋，范怀林，李飞，邵月文，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：