[發(fā)明專利]一種類水滑石固載氟化鉀固體堿催化合成生物柴油的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710799547.6
• 申請日: 2017-09-02
• 公開（公告）號: CN107541234B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李勇飛;陳雪梅;劉躍進(jìn);劉寧;王亮;余瓊
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00;B01J27/138;B01J37/10;B01J37/08;B01J37/02;B01J35/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種類水滑石固載氟化鉀固體堿催化合成生物柴油的方法，其特征是：

(1)所述的一種類水滑石固載氟化鉀固體堿具有介孔的類水滑石層狀結(jié)構(gòu)，其孔徑為12～21nm、孔容0.04～0.10cm³/g、比表面14～30m²/g、堿度pKa為9.3～15.0；

(2)所述的類水滑石固載氟化鉀固體堿為KF/MgAlLa、KF/MgAl、KF/MgLa中的任一種；

1)所述的一種類水滑石固載氟化鉀固體堿KF/MgAlLa中Mg、Al、La的摩爾比為1∶0.1～0.3∶0.1～0.3，KF與MgAlLa的質(zhì)量比為0.1～0.34∶1；

2)所述的一種類水滑石固載氟化鉀固體堿KF/MgAl中Mg、Al的摩爾比為1∶0.2～0.4，KF與MgAl的質(zhì)量比為0.1～0.2∶1；

3)所述的一種類水滑石固載氟化鉀固體堿KF/MgLa中Mg、La的摩爾比為1∶0.2～0.4，KF與MgLa的質(zhì)量比為0.1～0.2∶1；

(3)制備所述的一種類水滑石固載氟化鉀固體堿的方法是：

1)將Mg(NO₃)₂·6H₂O、Al(NO₃)₃·7H₂O、La(NO₃)₃·6H₂O分別按照上述(2)中1)、2)、3)所限定的Mg、Al、La或Mg、Al或Mg、La摩爾比加入反應(yīng)器，再加入1～4倍硝酸根離子摩爾比的尿素、3～5倍金屬離子總摩爾比的去離子水，在90～110℃下密封攪拌冷凝回流10～12h后，再將混合液轉(zhuǎn)入水熱釜中90～110℃下晶化12～24h，形成白色沉淀，過濾，水洗，將濾餅置于40～60℃恒溫箱中干燥10～12h，再置于箱式馬弗爐中，以1～3℃/min升溫速率升溫至400～600℃焙燒1～5h，冷卻后，即分別制得所述的具有介孔的類水滑石層狀結(jié)構(gòu)的MgAlLa、MgAl、MgLa載體，載體孔徑為8～13nm、孔容0.06～0.13cm³/g、比表面積17～60m²/g；

2)將KF分別與所制得MgAlLa、MgAl、MgLa載體與浸漬劑按照質(zhì)量比0.1～0.34∶1∶15～30加入反應(yīng)器，在40～60℃浸漬攪拌至溶劑完全蒸發(fā)，將剩余所得白色粉末狀固體在40～60℃恒溫箱中干燥10～12h，置于箱式馬弗爐在120～250℃焙燒1～3h，冷卻后，即分別制得所述的一種具有介孔的類水滑石層狀結(jié)構(gòu)的固載氟化鉀固體堿KF/MgAlLa、KF/MgAl、KF/MgLa，這些固體堿適合作為催化劑用于催化長鏈油脂合成生物柴油；

所述浸漬劑為甲醇、乙醇中的任意一種；

(4)將(3)所制備的一種具有介孔的類水滑石層狀結(jié)構(gòu)的固載氟化鉀固體堿催化劑用于催化油脂與醇類物質(zhì)合成生物柴油，反應(yīng)原料醇類物質(zhì)與油脂的摩爾比為15～30∶1、固體堿催化劑與油脂的質(zhì)量比為0.04～0.06∶1，反應(yīng)溫度75～95℃、反應(yīng)時間4～10h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾回收固體堿催化劑，再經(jīng)甲醇洗滌3次、40～60℃干燥12小時冷卻后，在120～250℃焙燒1～3h作為催化劑備下次重復(fù)使用，濾液用飽和鹽水充分洗滌3次，靜置分層，下層為甘油、未反應(yīng)甲醇與飽和鹽水混合物，上層為淡黃色溶液，蒸發(fā)回收上層淡黃色溶液中的過量醇類物質(zhì)后，再離心分離掉其中少量鹽渣，剩余液體即為目標(biāo)產(chǎn)物生物柴油，生物柴油產(chǎn)物收率達(dá)99.1％，固體堿催化劑重復(fù)使用5次其催化合成生物柴油質(zhì)量收率為80.9％，所述油脂包括大豆油、棕櫚油、蓖麻油、菜籽油、地溝油，所述醇類物質(zhì)包括甲醇、乙醇。