[發明專利]一種催化合成生物柴油的耐水性短介孔固體堿BG/Zr-SBA-15的制備方法

有效

• 申請號: 201710927778.0
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107597186B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 潘浪勝;吳梅;劉躍進;李勇飛;駱戰濤;王亮;陳雪梅;程志鵬
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C10L1/02;C11C3/10
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本發明公開一種催化合成生物柴油的耐水性短介孔固體堿BG/Zr?SBA?15的制備方法，將N,N’?二異丙基碳二亞胺（DIC）與1,1,3,3?四甲基胍(TMG)在有機溶劑中實現亞胺親核加成反應，得到一種強堿性有機雙胍BG，再將3?氯丙基三乙氧基硅烷水解后通過縮合反應嫁接到短介孔Zr?SBA?15分子篩載體上,最后將強堿性有機雙胍BG和已鍵合3?氯丙基三乙氧基硅烷偶聯劑的介孔分子篩在有機溶劑中進行N烷基化反應，得到一種新型耐水性短介孔固體堿BG/Zr?SBA?15催化劑，用于催化一定含水量的油脂與醇類物質合成生物柴油，固體堿BG/Zr?SBA?15與油脂質量比0.05~0.06:1，反應溫度85℃~90℃，反應時間8h，生物柴油質量收率98%，催化劑重復使用性好。

技術領域

本發明屬精細化工領域，涉及一種催化合成生物柴油的耐水性短介孔固體堿BG/Zr-SBA-15的制備方法。

背景技術

生物柴油作為一種綠色、安全、可再生的替代能源，其對解決能源短缺和環境污染問題具有重大意義。目前生物柴油是由可再生的動植物油脂與甲醇（或乙醇）經酯交換反應而得。傳統工業應用中主要應用均相酸、堿催化劑如H₂SO4、KOH等催化合成生物柴油，但是這樣的催化劑會對設備造成一定的腐蝕，而且反應過程中很容易形成皂化與乳化現象，產品后續中和及水洗產生大量廢水，造成二次環境污染。非均相固體堿催化劑催化酯交換反應可以避免以上問題，且反應條件溫和、催化效率高、催化劑可重復使用，易實現自動化連續生產，環境污染小，但大部分固體堿活性組分耐水性差甚至易喪失催化活性。本發明公開一種催化合成生物柴油的耐水性短介孔固體堿BG/Zr-SBA-15的制備方法，該催化劑催化效率高、易回收、重復使用性好、活性組分不易流失、具有一定耐水性。

發明內容

本發明目的

本發明旨在提供一種催化效率高、分離效果好、方便回收、具有一定耐水性的催化合成生物柴油的短介孔固體堿BG/Zr-SBA-15的制備方法。

本發明的技術方案

1.一種催化合成生物柴油的耐水性短介孔固體堿的制備方法如下：

（1）所述的耐水性短介孔固體堿BG/Zr-SBA-15是由短介孔分子篩Zr-SBA-15負載一種強堿性有機雙胍BG而成，所述的一種強堿性有機雙胍BG的結構式為：

所述的耐水性短介孔固體堿BG/Zr-SBA-15中BG、Zr、Si的質量摩爾比為0.6~1.2:0.01~0.04:1；

所述的耐水性短介孔固體堿BG/Zr-SBA-15呈薄六邊形，比表面為300~700m²/g，孔徑為4.0~9.0nm，孔長為300~600nm；

所述的耐水性短介孔固體堿BG/Zr-SBA-15的堿度pKa為7.2~18.4；

（2）所述的強堿性有機胍BG是由N,N’-二異丙基碳二亞胺（DIC）和1，1，3，3-四甲基胍(TMG)按照質量比1:1~2在有機溶劑1中105~120℃回流反應12~36h，再減壓蒸出有機溶劑1后制備所得；

所述有機溶劑1是帶N的二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙腈中的至少一種，在使用前需用除水劑進行除水;

所述除水劑為無水硫酸鈉、無水硫酸鎂、無水氯化鈣中的至少一種；

（3）所述的耐水性短介孔固體堿BG/Zr-SBA-15是通過兩步法制備得到：