CaOZnO固体碱催化制备生物柴油及催化剂的表征

纳米固体碱CaO-ZrO 2催化红麻籽油制备生物柴油陈杰博苏金为*祁建民陈新香陈亮（福建农林大学生命科学学院福州350002）摘要采用溶胶-凝胶法制备了CaO 摩尔分数为10% 50%的CaO-ZrO 2系列纳米催化剂，将其用于催化红麻籽油制备生物柴油，通过CO 2-TPD 、XRD 和TEM 等测试技术对催化剂的碱性、结构和表面形貌进行表征。

结果表明，CaO 摩尔分数低于30%时，CaO 与ZrO 2形成连续固溶体，催化剂具有良好的热稳定性能，粒径为10 20nm 。

催化实验表明，当CaO 摩尔分数为30%时，CaO-ZrO 2催化剂具有最好的催化活性，甲醇与红麻籽油的摩尔比为12ʒ1、催化剂为油料质量比的2.5%、反应时间3h 时，最高转化率可达到93.2%。

关键词CaO-ZrO 2，固体碱，红麻籽油，生物柴油中图分类号：O643．3文献标识码：A文章编号：1000-0518（2011）03-0267-05DOI ：10．3724/SP．J．1095．2011．002712010-05-10收稿，2010-09-08修回福建省科技厅计划项目（2008N006）通讯联系人：苏金为，教授；Tel /Fax ：0591-83750182；E-mail ：jiebo-chen@163．com ；研究方向：化学生物生物柴油相比化石燃料具有无毒、可生物降解、可再生等优点，已经引起了越来越多的关注［1-4］。

然而，生物柴油商业化应用面临的主要问题是缺少大量、廉价和高质量的原料油。

在美国，转基因大豆油是生物柴油的主要原料，而在欧洲主要以菜籽油为原料。

我国是一个食用油进口大国，60%以上依靠进口原料或直接进口食用油。

因此，我国的生物柴油生产应以非食用的植物油为主［5-6］。

麻类作物是我国极具特色的经济作物，是我国的第5大经济作物。

红麻具有生长速度快、抗逆性强、适应性广和产量高等特点，本文选用福建农林大学选育的红麻新品种“金光1号”，其种子不仅产量高，且含油量高［7-8］。

固体碱催化剂CaO催化大豆油酯交换反应制备生物柴油摘要在这项研究中，我们用固体碱CaO催化剂催化大豆油酯交换反应制备生物柴油，研究了反应机理并分别对醇、油摩尔比，反应温度，催化剂占油的比重以及水的含量进行了单独考查。

实验结果表明：醇、油摩尔比12:1，CaO占大豆油质量的8％，反应时间3h，反应温度65℃，甲醇含水量2.03％会取得最佳效果，生物柴油产率超过95％。

该催化剂使用寿命要比负载型催化剂K2CO3/γ-Al2O3和KF/γ-Al2O3更长。

氧化钙的重复实用性很好,在反应时间为1.5h，即使被重复使用20次，也未对生物柴油的产率有太大的影响。

关键词：生物柴油；氧化钙；固体碱催化剂；酯交换；大豆油1.简介大豆油酯交换制备生物柴油（脂肪酸甲基酯，FAME）催化剂有碱，酸，酶。

碱催化剂包括均相催化剂和非均相催化剂。

目前常用的是均相催化剂包括氢氧化钠，氢氧化钾和它们的醇盐。

均相碱催化酯交换反应要远远快于酸催化。

然而，反应后从有机相把催化剂转移到水相中比较困难。

因此，用此种方法制备生物柴油中，分离催化剂是相当昂贵的。

非均相催化剂有许多优点：它们没有腐蚀性，对环境无害并且没有分离上的问题。

同时，他们更容易从产品液相中分离出来，较高的活性，选择性和更长的寿命。

目前，人们开发出了许多种多相催化剂，进行植物油的酯交换反应制备生物柴油，如碱土金属氧化物，各种碱金属负载于氧化铝或沸石的化合物。

然而，对于大多数的碱性催化剂，其活性成份很容易中毒。

它们表现在和甲醇反应的寿命短。

氧化钙碱强度大于H—= 26.5，许多研究者已经把它作为一种固体强碱催化剂进行了研究。

CaO作为一种固体碱催化剂制备生物柴油具有许多优点，如高活性，反应条件不高，催化剂寿命长，催化剂成本低等等。

雷迪在室温条件下使用纳米氧化钙生产生物柴油。

但是，反应速度缓慢，它需要6-24 小时以期在最佳反应时间达到最高转化率。

他还观察到用豆油CaO8次后失去活性和动物脂肪CaO3次后失去活性。

氧化钙固体碱催化剂的制备及在制备生物柴油中的应用何理;周长行【摘要】实验研究了碳酸钙、氢氧化钙和氧化钙在催化大豆油和甲醇酯交换制备生物柴油的催化活性,并以轻质碳酸钙为原料,经过高温焙烧制备了氧化钙固体碱催化剂,考察了焙烧温度和焙烧时间对催化剂催化活性高低的影响.选取活性最高的氧化钙催化大豆油和甲醇制备生物柴油,利用气相色谱仪检测生成物中甲酯的含量来计算生物柴油的收率,结果表明:催化剂用量为大豆油质量的3.5％、醇油摩尔比为10∶1、回流时间为3.5h,生物柴油收率可高达97.3％.通过实验进一步证明:在同一反应条件下短链醇的直链越短,支链越少,生物柴油收率越高.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)006【总页数】4页(P234-236,246)【关键词】氧化钙;生物柴油;轻质碳酸钙;固体碱催化剂【作者】何理;周长行【作者单位】北京石油化工工程有限公司,北京100070;山东鲁西兽药股份有限公司,德州251100【正文语种】中文【中图分类】TQ645.8生物柴油具有可再生、可降解、无毒、闪点高、十六烷值高、环境友好等优点，是由动植物油脂与短链醇发生酯交换反应而制成的绿色燃料［1］。

目前限制生物柴油工业化生产的瓶颈是寻找具有高催化活性的催化剂，且价廉易得。

研究表明［2］碱土金属氧化物，尤其是氧化钙［3—5］在催化酯交换反应中表现极高的催化活性，但因制备原材料及方法的不同，得到的氧化钙催化活性存在明显的差距，而分析纯的氧化钙又比较昂贵，以致难以实现其用于生物柴油的工业化生产。

本文考察了钙基催化剂的酯交换催化活性，并以廉价的轻质碳酸钙为原料制备出高催化活性的氧化钙固体碱催化剂，并将其用于催化制备生物柴油，实验优化出了制备生物柴油的最佳反应条件，还进一步研究了在制备生物柴油中选取不同短链醇作为反应物时对产品收率的影响。

1 实验部分1.1 试剂与仪器轻质碳酸钙(工业级);大豆油(食用级);碳酸钙、氢氧化钙、氧化钙、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、月桂酸乙酯均为分析纯;FULI9790气相色谱仪(浙江福立分析仪器厂);SX2.5—10箱式电阻炉(河北黄骅市综合电器厂)。

固体碱催化剂催化制备生物柴油的研究
固体碱催化剂催化制备生物柴油的研究是一种研究方法，旨在利用固体碱催化剂催化转化油脂为生物柴油的过程。

传统的生物柴油生产通常使用液相酸催化剂，但酸催化剂存在一些问题，如产生酸废液、催化剂回收困难等。

因此，研究人员开始关注固体碱催化剂在生物柴油生产中的应用。

固体碱催化剂具有许多优点，如催化活性高、稳定性好、催化剂回收方便等。

常用的固体碱催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碱金属盐等。

这些催化剂可以被用于催化油脂和醇之间的转酯反应，生成甲酯。

固体碱催化剂催化制备生物柴油的研究包括催化剂的合成与表征、催化反应的优化与工艺条件的确定等内容。

研究人员通过调节催化剂的结构和性质，优化反应条件，来提高甲酯产率和选择性。

此外，固体碱催化剂催化制备生物柴油还需要考虑反应机理、催化剂的稳定性和寿命等问题。

研究人员通过对反应机理的探究和改进催化剂的结构和性质，来解决这些问题。

通过固体碱催化剂催化制备生物柴油的研究，可以实现高效、环保的生物柴油生产过程，为可持续发展提供了一种可行的能源替代方案。

CaO基固体碱催化剂在合成生物柴油中的研究的开题报告
题目：CaO基固体碱催化剂在合成生物柴油中的研究
研究背景和意义：
随着环境保护意识的增强和化石能源的枯竭，生物柴油作为一种可再生、环保的燃料广受关注。

在生物柴油的合成中，催化剂的作用至关重要。

近年来，钙基固体碱催化剂在合成生物柴油中得到了广泛应用，并取得了一定的研究进展。

因此，对CaO 基固体碱催化剂在合成生物柴油中的研究意义重大。

研究方法：
本文将采用实验研究的方法，探讨CaO基固体碱催化剂在生物柴油合成中的催化机制和作用规律。

首先，通过实验室制备CaO基固体碱催化剂，并对催化剂的物化性质进行表征；其次，利用该催化剂进行酯化反应和转化反应，研究不同反应条件（反应温度、反应时间、催化剂用量等）对反应性能的影响，探究其催化机理和反应规律；最后，对催化效果进行评价和分析。

研究内容：
1. CaO基固体碱催化剂的制备及表征；
2. 考察催化剂对酯化反应的催化活性；
3. 考察催化剂对转化反应的催化效果；
4. 研究不同反应条件对反应性能的影响；
5. 对催化效果进行评价和分析。

研究预期成果和意义：
本研究旨在深入探究CaO基固体碱催化剂在合成生物柴油中的催化机理和作用规律，为进一步改善生物柴油的品质和提高生物柴油的产量提供科学依据。

同时，本研究的结果也将为生物能源的研究和开发提供重要的参考和支持。

固体碱催化剂CaO-人造沸石催化制备生物柴油的研究齐东梅;张秋云;肖昕;周开志;马培华【摘要】Solid base catalyst, CaO-zeolite was prepared and applied in the transesterification preparation of biodiesel. The effect of five extraction factors on the process were studied by orthogonal test,and the optimum conditions for the preparation of the biodiesel were showed as follows:catalyst was preparated at 500 ℃, the amount of catalyst was 4％of fuel oil quality, ratio of alcohol to oil was 9:1, and reaction 3.5 h at 70 ℃; Under these conditions, the biodiesel yield was up to 98％. Then soild base catalyst was characterized by FT-IR, TG-DSC and XRD.%制备了CaO-人造沸石固体碱催化剂,并将其用于酯交换反应制备生物柴油.按L25(56)设计了正交试验,并确定了制备生物柴油的最佳工艺条件为:催化剂焙烧温度为500℃,催化剂用量为原料油质量的4%,醇油摩尔比为9:1,反应时间3.5 h,反应温度70℃,生物柴油产率可达98%;并运用了FT-IR、TG-DSC、XRD等手段对催化剂进行了表征.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)003【总页数】3页(P1651-1653)【关键词】固体碱;氧化钙;生物柴油;酯交换【作者】齐东梅;张秋云;肖昕;周开志;马培华【作者单位】贵州大学化学与化工学院化学系,贵州贵阳,550025;贵州大学化学与化工学院化学系,贵州贵阳,550025;贵州大学化学与化工学院化学系,贵州贵阳,550025;贵州大学化学与化工学院化学系,贵州贵阳,550025;贵州大学化学与化工学院化学系,贵州贵阳,550025【正文语种】中文【中图分类】TQ645.1随着经济不断发展，石油的消费量持续上升，我国今后长期大量进口石油已成定局。

酯交换制生物柴油的CaO固体碱催化剂蔡钒;张彬彬;林静;张国玉;方维平;杨乐夫【期刊名称】《物理化学学报》【年(卷),期】2008(024)010【摘要】用不同的前驱物合成了三种CaO催化剂,并以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、程序升温脱附(TPD)等方法加以表征.这些CaO被用作大豆油(SBO)经酯交换制取脂肪酸甲酯(FAME),即生物柴油的催化剂,由方解石制备的氧化钙(cal(N))表现了最好的SBO酯交换活性.榆测发现CaO的酯交换活性与它们的碱性强度密切相关,当暴露于CO2气氛下,显著降低了CaO的酯交换催化活性(Raman光谱测试显示当置CaO于常温空气中,其表面形成的CaCO3和Ca(OH)2将阻止CaO继续参与SBO的酯交换反应).CO2的毒化颇受制于CaO前驱体种类,Cal(N)比来自文石的CaO(即Ara(N))有更好的抗CO2毒化能力;这些受损的CaO催化活性可部分复原.提出了CaO催化剂受CO2毒化及其再生的机理,同时讨论了SBO酯交换活性相到底是CaO固体表面,拟或溶解了的CaO的问题.【总页数】7页(P1817-1823)【作者】蔡钒;张彬彬;林静;张国玉;方维平;杨乐夫【作者单位】厦门大学化学化工学院化学系,福建,厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,福建,厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,福建,厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,福建,厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,福建,厦门,361005;厦门大学化学化工学院化学系,福建,厦门,361005【正文语种】中文【中图分类】O6【相关文献】1.CaO-CeO2固体碱催化剂的制备及催化酯交换反应研究 [J], 范传新;张萍波;范明明2.CaO-ZnO固体碱催化剂的制备及其催化大豆油酯交换反应的性能 [J], 付希;王宜涛;张月;田静宇;马时运;侯凯湖3.KF/CaO固体碱催化剂对酯交换工艺影响的研究 [J], 程化鹏4.CaO/La2O3固体碱催化剂制备及其催化大豆油酯交换反应性能 [J], 黄振旭; 高海荣; 陈凌霞; 孙海杰; 李永婷; 李颖欣5.CaO/KIT-6固体碱催化剂的制备及其在酯交换反应中的催化性能 [J], 刘同慧;刘宏乾;褚格;毕世楠;于峰;潘大海;范彬彬;李瑞丰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

固体碱催化剂的制备、表征及其在生物柴油制备中的应用的开题报告一、选题背景生物柴油作为一种非常符合可持续发展的、环保的燃料，在近年来逐渐得到普及。

固体碱催化剂作为生物柴油制备中的重要催化剂，在催化效果和经济实用性方面受到广泛关注。

因此，本文选取固体碱催化剂在生物柴油制备中的应用为研究方向。

二、研究目的本文的研究目的主要有以下两点：1.对固体碱催化剂的制备方法进行探究，比较各种制备方法的优劣。

2.表征固体碱催化剂的物理化学性质及其在生物柴油制备中的应用情况，并进一步探究其影响因素。

三、研究内容本文的研究内容主要包括以下几点：1.固体碱催化剂的制备方法研究。

本文将综述和比较氧化镁、氢氧化钾等常用碱催化剂的制备方法，分析其优缺点，选择最优制备方法，并加以改进。

2.固体碱催化剂的表征。

本文将通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、红外光谱(FTIR)等手段对催化剂的物理化学性质进行表征，以了解催化剂的结构、形貌、孔结构和表面化学性质。

3.固体碱催化剂在生物柴油制备中的应用。

本文将探讨固体碱催化剂在生物柴油制备中的反应条件与反应机理，同时剖析其在生物柴油制备中的优点和应用前景，并加以实验验证。

四、研究意义1.对于生物柴油制备工艺的优化和提升生产效率具有一定的指导意义。

2.为固体碱催化剂的制备方法和表征方法的研究提供参考。

3.为固体碱催化剂的应用领域的开发和拓展提供理论支持。

四、研究方法1.文献调研法：对固体碱催化剂制备方法、表征方法和在生物柴油制备中的应用领域进行系统性文献调研。

2.化学合成法：采用所选优化的固体碱催化剂制备方法进行化学合成。

3.物理化学手段：采用SEM、XRD、BET、FTIR等物理化学手段对催化剂进行表征。

4.实验方法：采用大量实验数据和实践经验对固体碱催化剂在生物柴油制备中的应用情况进行研究。

五、预期成果1.编写一份详细而系统的研究报告。

2.发表一篇相关领域的学术论文。