[發明專利]一種磁性磺化碳氣凝膠及其制備方法與在生物柴油中的應用

在審

• 申請號: 201810690512.3
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108816282A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 王睿;張景
• 申請（專利權）人: 山東大學蘇州研究院
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C11C3/10;C10L1/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董潔

本發明公開了一種磁性磺化碳氣凝膠及其制備方法與在生物柴油中的應用，所述磁性磺化碳氣凝膠制備方法為：將鐵氧體納米粒子負載在碳氣凝膠上制備磁性碳氣凝膠，通過重氮化反應制備磁性磺化碳氣凝膠。制備得到的磁性磺化碳氣凝膠用于催化反應中易于分離和回收。本發明所制備的磁性磺化碳氣凝膠應用于催化酯交換反應制備生物柴油，可獲得較高的生物柴油產率。

技術領域

本發明涉及環境功能材料及生物柴油領域，具體來說是涉及一種磁性磺化碳氣凝膠及其制備方法與在生物柴油中的應用。

背景技術

隨著世界經濟持續、高速地發展，人類對能源的需求不斷上漲，造成了石化能源的枯竭、溫室氣體的排放以及環境污染等問題。因此，尋找可持續的替代能源是世界范圍的迫切的需求。生物柴油作為一種替代能源，由于其具有可再生、可生物降解、溫室氣體、致癌物質等有毒有害物質排放量少，燃燒性能理想，熱值、燃燒穩定性等指標達到化石柴油標準以及理化性質與傳統化石柴油相近等優點被認為是迄今為止化石柴油最好的替代品，在世界各國已經有了十分廣泛的發展。

目前，合成生物柴油的酯交換反應主要是均相反應，通過液體酸、堿催化劑的作用下，酯交換反應速度快，生物柴油轉化率高。但是，均相催化酯交換反應存在催化劑難以分離、不可回收、后處理復雜、腐蝕設備等缺點。因此，利用固體酸、堿為催化劑的多相催化酯交換反應制備生物柴油的環境友好工藝成為研究的熱點。

碳氣凝膠是一種具有3D骨架網絡的新型碳材料，一般含有孔徑小于2nm的微孔、2～50nm穩定的介孔，其比表面積很大且密度很低。研究如何對碳氣凝膠加以改性和修飾，將其應用于高效催化酯交換反應制備生物柴油，對合成綠色催化劑應用于生物柴油領域具有重要價值。

發明內容

針對現有技術，本發明的目的之一是提供一種磁性磺化碳氣凝膠的制備方法。

本發明的目的之二是提供采用上述方法制備得到的磁性磺化碳氣凝膠材料。

本發明的目的之三是提供上述磁性磺化碳氣凝膠材料在制備生物柴油中的應用。

本發明的目的之四是提供一種制備生物柴油的方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

首先，本發明提供了一種磁性磺化碳氣凝膠的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)磁性碳氣凝膠的制備：將鐵氧體納米粒子負載在碳氣凝膠上制備磁性碳氣凝膠；

(2)磁性磺化碳氣凝膠的制備：采用重氮化反應制備磁性磺化碳氣凝膠。

其次，本發明提供了采用上述方法制備得到的磁性磺化碳氣凝膠材料。

再次，本發明提供了上述磁性磺化碳氣凝膠材料在催化酯交換反應制備生物柴油中的應用。

最后，本發明提供了一種生物柴油的制備方法，該方法包括采用上述磁性磺化碳氣凝膠材料進行催化酯交換反應制備生物柴油的步驟。

與現有技術相比，上述技術方案中的一個技術方案具有如下有益效果：

(1)本發明將碳氣凝膠進行磁性化和磺化修飾，得到磁性磺化碳氣凝膠應用在制備生物柴油中，制備的磁性磺化碳氣凝膠催化效率高，催化性能好。

(2)采用固體催化劑酯交換反應催化劑，易于與產品生物柴油分離，不需要中和洗滌除去催化劑等過程，從而不會產生大量的工業廢水造成環境污染，產品后處理方便。

具體實施方式

應該指出，以下詳細說明都是示例性的，旨在對本發明提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。