[發明專利]一種合成生物柴油酸堿雙中心固體催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710669759.2
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107413382B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 張萍波;范明明;顧丹;蔣平平
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C10L1/02;C11C3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種合成生物柴油酸堿雙中心固體催化劑及其制備方法。催化劑的載體為氧化石墨烯、介孔二氧化硅、活性炭，采用的修飾組分是氨基化試劑和磺化試劑，制備方法為：將載體進行氨基功能化，通過載體表面的羥基和氨基化試劑進行縮合反應，將氨基嫁接到載體上，對氨基功能化之后的載體進一步進行磺化，制得酸堿雙中心固體催化劑。本發明的優點在于，所制得的催化劑用于合成生物柴油的反應，催化效率高，可重復使用，降低生產成本，可望成為極具競爭力的清潔工藝路線。

技術領域

本發明涉及合成生物柴油酸堿雙中心固體催化劑的制備及應用，屬于合成生物柴油技術領域。

背景技術

能源是社會經濟發展和提高人民生活水平的重要基礎。因此尋求更加安全、清潔、經濟的能源，已經成為世界各國的共同追求。生物柴油的利用是從環境保護和資源戰略的角度出發，發展替代燃料及可再生能源的重要途徑。作為無污染的可再生能源，生物柴油性能可與傳統的石化柴油媲美，尾氣有害排放降低。因此，生物柴油的研究和應用是全球廣泛關注的問題。

國內外生物柴油工業生產還是以傳統均相酸堿催化為主，價格低廉，反應活性高，但存在產物分離困難、產生大量廢水等弊端。對于傳統酸堿所帶來的問題，酸堿雙中心固體催化劑因其催化活性高、環境友好、可重復利用、易實現與產物分離等優點得到人們廣泛的關注。

為了解決上述問題，本發明提供一種酸堿雙中心固體催化劑催化制備生物柴油，符合綠色化學的要求，有著光明的工業化前景。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種合成生物柴油酸堿雙中心固體催化劑及其制備方法。以該方法所制得的催化劑具有活性高，可重復利用的特點。

本發明通過下述技術方案加以實現的，一種合成生物柴油酸堿雙中心固體催化劑，所述的是脂肪酸甘油酯酯交換合成生物柴油，合成生物柴油酸堿雙中心固體催化劑的制備方法，其特征在于包括以下過程：

(1)在三口燒瓶中，將催化劑的含孔載體0.3～3g加入到10～50ml苯溶液中，超聲分散0.5～3h。再加入3-氨丙基三乙氧基硅烷50～1000μL，加熱攪拌回流8～20h，經過濾以后采用二氯甲烷洗滌2～5次，在40～80℃真空干燥6～14h，制得氨基功能化的含孔載體；

(2)將步驟(1)得到的氨基功能化的含孔載體1～3g和5～20mL二氯甲烷加入到三口燒瓶中，冰水浴下攪拌3～10min之后，逐滴緩慢加入0.3～1g磺酸功能化試劑，滴加完畢之后，再持續攪拌2～6h，抽濾，固體用無水甲醇洗滌3～6次，40～80℃真空干燥，制得酸堿雙中心固體催化劑。

上述催化劑的含孔載體為氧化石墨烯、介孔二氧化硅或活性炭的任何一種。

上述磺酸功能化試劑為氯磺酸或三氟甲磺酸。

上述制得的酸堿雙中心固體催化劑用于合成生物柴油的方法，其特征在于包括以下過程：

1)將油脂和短鏈醇以醇油摩爾比6～48:1加入高壓反應釜，再加入酸堿雙中心固體催化劑，催化劑加入量為油脂質量的1.0～10.0％，在反應溫度為80～120℃下，反應2～10h，即得到含有生物柴油的混合物；

2)對步驟1)混合物進行過濾，濾出的固體催化劑進行循環利用，所得濾液經減壓蒸餾除去甲醇，再靜置分層，分離出下層甘油，上層液體即為生物柴油。

上述合成生物柴油的工藝中，油脂是大豆油、菜籽油、棉籽油或棕櫚油的任何一種，短鏈醇為甲醇、乙醇或丙醇的任何一種。

本發明的優點在于，催化劑活性高，可重復使用，是潛在的具競爭力的綠色路線。

下面通過具體實施例來對本發明加以進一步說明，但不限制本發明。

具體實施方式

【實施例1】