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5KF_Al2O3用于生物柴油制备的固体碱催化剂的研究

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KF／K2CO3／γ-Al2O3催化合成α-呋喃丙烯酸

KF／K2CO3／γ-Al2O3催化合成α-呋喃丙烯酸
机 合 成 方 面 的研 究 。 Ｅ ｍａｌｌ １ ９ ＠ ｓ ａ ｃ ｒ 。 — ｉ ｚ ９ ０ ｉ ．ｏ ：ｅ ｎ ｎ
喃丙烯 酸 ， 率为 ７ ， 该法合 成路 线长 、 收 ２ 但 设备
Ｋｏ ｐ ｎ ｏ ｆ ｒ Ｂ，Ｓｃ ｕ ｉ ｐ ｅ ｈ ｅｅ ｈ ｒｇ Ｖ． （ 一 － Ｓ） ２ Ｃｈｌ ｒ ａ ｋａ ｏ ｃ ａ ｉ ｓ ｆ ｏ ｏ ｌ ｎ ｉ ｃｄ ｏ ｈ ｇ ｅ ｅ ｎ ｉ ｍｅ ｉ Ｐｕ ｉｙ ｒ ｍ ｉ ｈ ｒ ｎａ ｔｏ ｒｃ ｒｔ ｆ ｏ （Ｓ） ２ ｃ ｌ ｒ 一 一 ｒ ｐ ｎ ｉ －一 ｈｏ ｏ ２ｐ ｏ ａ ｏｃ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈｅ ｐ ｏｃ ｓ ｇａ ｔ ｌ ｃ ｉ ｃ ｄ，ｗｈ ｃ ｓ ｅ ｔ ｒｆｅ ｏ ｇｉ ｔ ｙｌＲ一 一 ｄ ｏｘ ｐ — ｒ ｅ ｓ ｂｅ ｎ ｗｉｈ Ｄ－ａ ｔｃ ａ ｉ ｉｈ ｗａ ｓ ｅ ｉｉｄ ｔ ｖｅ ｅ ｈ ２ ｈｙ ｒ ｙ ｐｏ ｉ
精
４２
细
石
油
化
工
第２卷 第 ３ ７ 期
２ ０年 ５月 ０１
Ｓ ＰＥＣＩ ＬＩ Ａ ＴＹ ＰＥＴ Ｒ ＯＣ Ｈ ＥＭ Ｉ ＣＡ ＬＳ
ＫＦ Ｋ２ Ｏ３ ｒＡＩ ３ 化 合 成 呋 喃 丙 烯 酸 ／ ／— ２ 催 Ｃ ０
罗 志 臣
（ 州 工业 职业 技 术 学 院化 学 工 程 系 ， 苏 扬 州 ２ ５２ ） 扬 江 ２ １ ７
二 酸为原 料 的 Ｋｎ ｅ ｅ ａ ｅ 缩合法 合成 ａ呋喃 丙 ｏ ｖｎ ｇ ｌ 一 烯 酸 ， 率 达 到 ９ 。该 反 应 具 有 反 应 条 件 温 收 ０ 和、 反应 时 间短 、 料 易得 、 处理 简单 、 原 后 产物 收率 高 等 优 点 ， 催 化 剂 回 收 困 难 。ＫＦ Ｋ Ｃ ／ 但 ／ ０。 ＡｌＯ 是一 种 固体碱催 化 剂 ， 有反 应条件 温 和 、 。 具

KF-γ-Al2O3催化正丁醛自缩合合成辛烯醛

KF-γ-Al2O3催化正丁醛自缩合合成辛烯醛

KF-γ-Al2O3催化正丁醛自缩合合成辛烯醛刘肖红;吴丽丽;安华良;赵新强;王延吉【期刊名称】《石油学报（石油加工）》【年(卷),期】2015(000)006【摘要】催化正丁醛自缩合生成辛烯醛的反应是工业上生产有机化工原料辛醇（2‐乙基己醇）的重要反应。

笔者对该反应所需的酸碱双功能催化剂进行筛选，然后采用筛选出的催化剂，考察了反应条件对正丁醛自缩合反应的影响。

结果表明，该反应适宜的酸碱双功能催化剂为KF与γ‐Al2 O3质量比为9.0的KF‐γ‐Al2 O3。

最佳的反应条件为KF‐γ‐Al2O3与正丁醛质量比0.10、反应温度为120℃、反应时间为6 h ，此时，正丁醛的转化率为99.0％，辛烯醛的收率和选择性分别为98.1％和99.1％。

KF和γ‐Al2O3的协同催化作用促进了KF‐γ‐Al2O3催化体系对正丁醛自缩合反应催化性能的提高。

在此基础上，推测了KF‐γ‐Al2 O3催化正丁醛自缩合反应的酸碱协同作用机理。

【总页数】6页(P1332-1337)【作者】刘肖红;吴丽丽;安华良;赵新强;王延吉【作者单位】河北工业大学绿色化工与高效节能河北省重点实验室，天津300130;河北工业大学绿色化工与高效节能河北省重点实验室，天津 300130;河北工业大学绿色化工与高效节能河北省重点实验室，天津 300130;河北工业大学绿色化工与高效节能河北省重点实验室，天津 300130;河北工业大学绿色化工与高效节能河北省重点实验室，天津 300130【正文语种】中文【中图分类】TQ032【相关文献】1.正丁醛缩合制辛烯醛生产工艺优化 [J], 高常春;殷玉圣;-Al2O3催化正丁醛自缩合合成辛烯醛反应 [J], 刘肖红;王毅;安华良;赵新强;王延吉3.离子液体相转移催化正丁醛合成辛烯醛 [J], 褚联峰;张媛媛;郎万中;史斌斌;郭亚军4.正丁醛缩合制辛烯醛的两种工艺对比研究 [J], 李双新5.有机官能化介孔催化剂制备及其在正丁醛自缩合制辛烯醛反应中的应用 [J], 苏博;郎万中;曾群英;刘训稳;杨春基;郭亚军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

介孔Al2O3负载KF催化剂的制备及其催化性能

介孔Al2O3负载KF催化剂的制备及其催化性能

公 司 Ｓ ３０ Ａ １０型 比表面 分析仪 ， Ｂ Ｔ方程 计算 样 品的 比表面 积 ， ＢＨ模 型计 算孑 径分 布 和孑 容积 。 按 Ｅ 用 Ｊ Ｌ Ｌ
１２ ＭＡ 的合 成及 催化 剂 的制备 ．
参考 文献 ［ ］ 法 ， ８方 以叔 丁醇 铝作 为铝源 ，ｌｒｎｃ６ Ｌ聚醚 表 面 活性 剂作 为 模 板剂 ， 过 电 中性 路 Ｐｕｏｉ ４ 通 径合成 ＭＡ 。将 重蒸 水 与丁 醇 的混 合 液缓慢 滴加 到叔 丁 醇 铝与 Ｐｕｏｉ ６ Ｌ的丁 醇溶 液 中 ， ｌｒｎｃ ４ 总反 应计 量
ＭＡ负载 Ｋ Ｆ新 型固体碱催化剂 （ Ｆ Ｍ 。对制备 的化合物 Ｍ Ｋ ／ Ａ） Ａ及 Ｋ ／ Ｆ ＭＡ催化 剂采 用 Ｘ Ｄ、 温 Ｎ 吸附法 、 Ｒ 低 ，
Ｔ Ｍ 、 ｒ 和 非 水 系 Ｈ ｍ ｔ指 示 剂 法 等 测 试 技 术 进 行 了 表 征 。所 制 备 的 化 合 物 Ｍ 具 有 虫 孔 状 子 道 结 构 ． Ｅ ｆＩ ＴＲ ａ ｍｅ ｔ Ａ Ｌ
构表 征及 其应 用 。自 １７ ９ ９年 ， ａ ｗ ｋ 等 发 现 Ｋ ／ １Ｏ 催 化 剂 以来 ， Ｙ ｍａ ａｉ Ｆ Ａ， 已在 １ ０多种 常 见反 应 ， Ｎ、 如
Ｏ、 、 Ｓ Ｃ的烷 基 化 反 应 、 ｃａｌ 成 、 ｔｇ反 应 、 ｎｅｅａｅ 缩 合 等 中应 用 成 功 ． 量 文 献 证 实 Ｋ ／ Ｍｉ ｅ 加 ｈ Ｗｉｉ ｔ Ｋ ｏｖｎｇｌ 大 Ｆ
李传润“ 冯 乙巳 ，
（合 Ｈ Ｔ￣ 大学 化 Ｔ 学 院 。 Ｅ ．
杨 庆 华。 李 家 明 黄 鹏
合肥 ）
合 肥 ２ ０ ０ ；安 徽 中 医学 院 药学 院 ３０ ９
摘

生物柴油制备中的催化剂研究与优化

生物柴油制备中的催化剂研究与优化

生物柴油制备中的催化剂研究与优化随着全球对可再生能源需求的不断增长，生物柴油逐渐成为替代传统石油燃料的重要选择。

生物柴油由于其可再生性、较低的碳排放以及与传统柴油相似的化学性质，正在日益受到关注。

然而，生物柴油的制备过程中，催化剂的选择、研究与优化成为关键因素，直接影响其合成过程及产品质量。

一、催化剂的选择与评估催化剂在生物柴油制备反应中扮演着至关重要的角色。

优秀的催化剂应具备以下特点：高催化活性、良好的稳定性、易制备、价格低廉以及可重复利用等。

目前用于生物柴油制备的主要催化剂包括碱催化剂、酸催化剂和酶催化剂。

其中，碱催化剂以其高催化活性和可扩展性被广泛应用，但其基础研究和催化机理尚需进一步深入探究。

酸催化剂则可在较低的温度下完成反应，并具备更好的选择性。

而酶催化剂则受到生物质基质的限制，但具有可再生性和较好的环保性。

二、催化剂研究方法针对不同类型的催化剂，研究人员采用不同的方法进行分析与优化。

在碱催化剂的研究中，常见的方法有X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和比表面积测试等，这些测试可以帮助研究人员了解催化剂的晶体结构、功能基团和热力学性质。

此外，还可以采用密度泛函理论（DFT）、反应动力学模型和表面活性中心构建等方法，来解析碱催化剂的催化机理与反应动力学。

对于酸催化剂和酶催化剂的研究，常用的测试方法包括质谱仪、核磁共振、色谱-荧光检测法等。

三、催化剂的优化与改进针对催化剂的优化与改进工作，主要是通过改变催化剂的组成、结构和表面性质来提高其催化活性和稳定性。

对于碱催化剂而言，可以通过控制反应温度、反应时间、催化剂浓度和反应物质的配比等来实现催化剂的优化。

此外，也可以通过合成复合催化剂，提高催化剂的稳定性和选择性。

对于酸催化剂和酶催化剂而言，主要通过改变催化剂的酸性和表面性质来实现优化和改进。

此外，还可以通过制备催化剂的载体、纳米材料和多相催化反应来提高催化剂的性能。

四、催化剂研究的挑战与展望生物柴油制备中催化剂的研究仍然面临许多挑战。

KF—Al2O3催化下a-三唑基频那酮的合成研究

KF—Al2O3催化下a-三唑基频那酮的合成研究
Ｈ ３ ｃ Ｈ （ 占 ＾
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湖伽 瑚 ０
１ ＫＦ Ａ１ 催 化剂 的制备 ． ２ ． ２ Ｏ３ 在 １ ０ ｍｌ ０ 三颈 瓶 中加入 ６ ｇ Ｆ２ ２ Ｏ ５ Ｋ ・Ｈ Ｏ蒸馏 水 ３ ６ ， 械搅 拌使 其溶 解 ． 解 后，向三 颈瓶 中加入 ６ ｇ层析 ７ ｍｌ 机 溶 ０
文献标志码： Ａ
随着大工业带来的污染 日 益严重， 发展环境友好催化工艺越来越引起人们的重视．固体强碱或超强碱作为 催化剂具有高活性、高选择性、 反应条件温和、产物易于分离等特点， 可望成为新一代环境友好催化材料．由于 人 们将 大 多数 研究 热情 倾注 在 固体 强酸，固体超 强酸乃 至杂 多酸 的研 究上，对 固体 碱 的研 究则 相对 冷淡 ．但 是， 实 践证 明，有许 多 化学 反应 需 要在 碱性 气氛 中进 行，尤其 是在 很 多精 细化工 合 成 方面，这 重新 激 起 了人 们对 固 体 碱研 究 的热 情 ． 现在 ，人们对 固体 碱 的研 究主要集 中在 以下几 个领 域 ：金属 氧化物 型 固体碱 、ＫＦ型 固体 碱、 含磷 固体碱、金属含氧酸盐型以及其他类型等…． Ｋ Ｆ型固体碱是研究较早的领域之一． 其制备方法一般是将 Ｋ Ｆ分散在各种载体上， Ｎ Ｙ沸石， １ ３ 如 ａ Ａ２ 等． ０ 早在 １８ 年 Ａ ｄ 等就以Ｋ 作催化剂进行了苯酚邻甲酰化实验． ｉ ｍ ｎ ６ ９ ｎｏ Ｆ Ｖｌ ｉ等则用Ｋ — Ｉ ３ ｌ ｅ ＦＡ２ 作催化剂， ０ 在氧化剂 碘存在下用烯烃和活泼亚 甲基化合物反应合成了环丙烷衍生物． 与通常的有机碱（ 吡啶） 催化相比较， 使用固体 碱催 化不 用 酸洗、 水洗 和干燥 等操作 ；操作 简便 ，后处理 简单，固体 碱与产物 易 分离，无 非碱液 排 出， 有 良好 具 的热 稳定 性，属于 环境 友好催 化剂 ．本实验 所采 用的 Ｋ － ２ 作 催化剂 ， 反应条 件温 和，副反应 少且产率 高， ＦＡＩ Ｏ３ 其 近年 来在 有机合 成 中也得 到 了广泛 的应 用¨ Ｊ ． 随着相转移催化研究的进展， 相转移催化已成为有机合成中的重要手段， 在高分子聚合、 无机催化学、电化 学、 光化学、 化学分析等方面得到广泛应用． 相转移催化剂的种类很多， 常用的有季铵盐、 乙二醇和冠醚等．由 聚 于聚乙二醇（Ｅ ） Ｐ Ｇ 具有无毒、化学稳定、来源丰富、价格低廉、易分离等优点而受到人们的重视 Ｊ它不仅适 。 ． 用于液－ 固相反应 ， Ｊ也适用于液一 液相反应 本实验选用分子量为６ ０ ２ ０ 的聚乙二醇作为相转移催化剂考察 ０ 和 ００ 其在 ＫＦＡｌ 催 化 下 ａ三 唑基频 那酮 合成反 应 中所起 的作 用有何 不 同． — ２ Ｏ３ 一 ０三唑基频 那酮简称片唑， 【 － 具有 良好的生物活性， 在杀菌剂和植物生长调节剂 的生产 中获得广泛应用． 例 如： 多效唑、烯效唑、烯唑醇等农药新 品种都以它作为重要中间体．一 ｃ三唑基频那酮是以三氮唑和一氯频那酮缩 【 合 而成 ，工业 生产 中含量在 ７ 一０ ０ ８ ％，唑 酮的纯度对 农药 产 品的收率和 纯度及 三废 治理有 很大 的影 响，采 用高 纯度的唑酮可以降低生产成本， 提高农药品种的药效， 增加经济效益和社会效益 ． Ｊ

非均相法催化制备生物柴油的最新研究进展_山文斌

非均相法催化制备生物柴油的最新研究进展_山文斌

2013年第32卷第6期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ・1261・化工进展非均相法催化制备生物柴油的最新研究进展山文斌，董秀芹，张敏华（天津大学石油化工技术开发中心，天津 300072；天津大学绿色合成与转化重点实验室，天津 300072）摘 要：非均相连续化工艺是生物柴油规模化工业生产的发展方向。

多相催化剂的研制和新型工艺过程的开发一直是生物柴油领域的研究热点，也是实现生物柴油绿色、经济、高效生产的关键。

分析了酯交换反应可能的反应机理，综述了国内外生物柴油非均相酸碱催化剂的最新研究进展，评述了多种固体酸碱催化剂在生物柴油的制备中优异的催化性能和存在的问题，介绍了多种新型多相生物柴油反应器及反应分离耦合工艺在生物柴油连续化制备中的应用，最后展望了生物柴油未来的发展前景，指出新型固体酸碱双功能催化剂与先进多相连续反应分离耦合工艺的开发将推动生物柴油领域不断发展。

关键词：生物柴油；酯交换；固体催化剂；连续化工艺中图分类号：O 643，TQ 426 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2013）06–1261–07DOI：10.3969/j.issn.1000-6613.2013.06.010Research advances in heterogeneous catalysis for production of biodieselSHAN Wenbin，DONG Xiuqin，ZHANG Minhua（Research & Development Center for Petrochemical Technology，Tianjin University，Tianjin 300072，China；Key Laboratory of Green Synthesis and Conversion，Tianjin University，Tianjin 300072，China）Abstract：Heterogeneous continuous process is the development direction of commercial production of biodiesel. The development of heterogeneous catalyst and new process has been the focus in the field of biodiesel，which is also the key to achieving green，economical，efficient production of biodiesel.The possible reaction mechanisms of transesterification reaction were discussed. The research status of solid acid-base catalysts was reviewed. The excellent catalytic performance and the existing problem of the solid acid-base catalysts were reported. A variety of new multiphase biodiesel reactors were introduced，especially the reaction-separation coupled technologies used in biodiesel production. At last，the future development of biodiesel was also presented. The development of new acid-base bifunctional catalyst and advanced multiphase continuous reaction-separation coupled process will promote development of biodiesel.Key words：biodiesel；transesterification；heterogeneous catalyst；continuous process随着化石能源的日益紧缺、运输燃料价格的逐步上涨以及由此引起的环境问题愈加严重，寻找一种新型的、环境友好的可替代能源引起人们的广泛关注。

固体碱KF-Al2O3催化合成(Z)-5-苯亚甲基-2,4-噻唑烷二酮

维普资讯
第 １ 卷第 ２ ８ 期 ２０ ０ ７年 ４月
中原 工学 院学 报
Ｊ ｏＵＲＮＡＬ ｏＦ Ｚ ＨｏＮＧＹＵＡＮ ＵＮＩ Ｒｓ Ｔ ｏＦ ＴＥ ＶＥ Ｉ Ｙ ＣＨＮｏＬｏＧＹ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ２ １１ ．
Ａｐｒ ２ ７ ．， ００
文 章编 号 ： ６ １ ６ ０ （ ０ ７ ０ ０ ２ —０ １ ７ ９ ６ ２ ０ ） ２ ０ ０ ３
固体 碱 ＫＦ ２ 催化 合成 （ ）５苯 亚 甲基一 ，一 ＿ Ｚ 一一 ２４噻唑烷二酮
杨本 勇， 雪 ， 德 红 ， 白 杨 陈启 石
（ 中原 工 学 院 ， 州 ４ ０ ０ ） 郑 ５ ０ ７
优 势 比较 明显 ． Ｋｎ ｅｅ ａ ｅ 缩 合反 应 是 Ｐ ｒ ｉ 应 的变 种 ： ｏｖｎｇ ｌ ｅｋｎ反 含
羰基 化合 物特别 是 芳醛 或 脂 肪 醛类 在 伯 、 仲胺 存 在 下
能 与含活 泼亚 甲基 化 合 物缩 合 ， 后 生成 ａ ８不 饱 和 最 ， 羰基 化合 物 ， ］ 本文 研 究 苯 甲醛 和 ２ ４ 噻 唑 烷 二酮 ，一
摘
要 ： 固体 碱 ＫＦＡ１ 催 化 下苯 甲醛 和 ２４噻 唑 烷 二 酮 在 乙醇 溶 剂 中发 生 Ｋｎ ｅｅ ａｅ 缩 合 反 应 ， 成 了 （ ）５苯 — Ｏ。 ，一 ｏｖｎ ｇｌ 合 Ｚ 一一
亚 甲基 一 ，一 唑 烷 二 酮 ． 反 应 条 件 温 和 ， 择 性 好 ， 率 较 高 ． ２４噻 该 选 收 关 键 词 ： ＫＦＡ１ Ｋ ｏｖｎ ｇ ｌ — ２ ； ｎ ｅｅ ａｅ 缩合 ；Ｚ 一一 亚 甲基 一２ ４噻 唑烷 二 酮 Ｏ （ ）５苯 ， 中 图分 类 号 ： Ｔ ３ ． Ｑ０ １ ２ 文献标识码 ： Ａ

friedel-Crafts苄基化反应固载型催化剂的研究进展

friedel-Crafts苄基化反应固载型催化剂的研究进展张耀兵;沈健;杨丽娜;纪桂杰;付宁宁;唐磊;刘鹏【摘要】The recent research of heterogeneous catalyst wasreviewed,including Al2 O3-supported cata-lyst,silica-supported catalyst,clay-supported catalyst and molecular sieve-supported catalyst,etc. It point-ed out that molecular sieve-supported catalyst was worth paying attention to.%综述了近几年苄基化反应固载型催化剂的研究进展情况，包括Al2 O3为载体的催化剂、硅胶为载体的催化剂、粘土为载体的催化剂、分子筛为载体的催化剂等，并指出了以分子筛为载体的苄基化反应催化剂值得关注。

【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】5页(P2271-2275)【关键词】苄基化;载体;Al2 O3;硅胶;粘土;分子筛【作者】张耀兵;沈健;杨丽娜;纪桂杰;付宁宁;唐磊;刘鹏【作者单位】辽宁石油化工大学石化学院，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学石化学院，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学石化学院，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学石化学院，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学石化学院，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学石化学院，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学石化学院，辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】TQ426.94;TQ426.95Friedel-Crafts 苄基化反应是指在Lewis 酸(如AlCl3 等)或质子酸(H2SO4 等)的催化下，直接向芳环碳原子上引入苄基的反应［1］。

新型固体碱催化剂在生物柴油合成中的应用分析

2021| 02科研开发当代化工研究Modern Chemical R esearch-i- J J新型固体破催化剂在生物柴油合成中的应用分析*王屹然祝媛媛*(湖北大学知行学院生物与化学工程学院湖北430000)搞要：由于人类行为的不节制，造成了目前世界共享资源紧缺，环境污染问题越来越严重，世界上的各个国家开始关注可再生的清洁材料，尤其是生物柴油，如何研究出来简单、有效并且低成本的固体碱催化剂是目前各国关注的重点。

本文主要研究三种不同的固体碱，利 用大豆油催化去合成生物柴油，与此同时，还可以通过脂肪酸曱酯和乙二醇单曱酸之间的反应合成新型的生物柴油。

分别通过研磨配置ZnO/Ca(OH)2/KF催化剂；使用研磨法配置纳米级的NaSiO/CaO/KF催化剂；通过使用浸渍法配置KF/MMT催化剂，并用蒙拓土作为载体，主 要用作催化大豆的油醋交换去制作生物柴油•关键词：固体碱催化剂；生物柴油；应用分析中图分类TQ 文献标识码：AApplication of New Solid Base Catalyst in Biodiesel SynthesisWang Yiran,Zhu Yuanyuan*(School of Biological and Chemical Engineering,Zhixing College,Hubei University,Hubei,430000) Abstract'. Due to the uncontrolled human behavior, the world's shared resources are in short supply, and the problem of environmental pollution is becoming more and more serious. Countries in the world begin to p ay attention to renewable clean materials, especially biodiesel How to develop simple, effective and low-cost solid base catalyst is the f ocus of a ttention of a ll countries. In this p aper, three kinds o f s olid bases were used to catalyze the synthesis of b iodiesel. At the same time, the reaction between f atty acid m ethyl ester and ethylene g lycol monomethyl ether can also be used to synthesize new biodiesel. ZnO / Ca(OH)2 /K F catalyst was prepared by grinding; nanoscale NaSi〇3 / CaO /K F catalyst was p repared by grinding method; KF /M MT catalyst was prepared by impregnation method, and montmorillonite was used as support to catalyze the transesterification of soybean oil to produce biodiesel.Key words i solid base catalyst；biodiesel-, application analysis21世纪以来，我国科技日益发达，各行各业都在稳定健康 发展，其中最重要的能源产业更是不可忽视。

Al2 O3固体碱催化剂的应用及进展

Al2 O3固体碱催化剂的应用及进展摘要：概述了固体碱催化剂的分类和制备方法及其在催化反应中应用的最新进展，总结了近年来以三氧化二铝为载体的固体碱催化剂在工业中的应用，并对固体碱催化剂的发展及应用进行了展望。

关键词：固体碱；催化剂；三氧化二铝引言随着环保意识的加强以及绿色化学的发展，人们越来越重视环境友好的催化新工艺过程，固体酸碱代替液体酸碱在精细化工生产过程中的应用研究越来越广泛。

固体碱就是指能够化学吸附酸的固体或能使酸性指示剂变色的固体，与液体碱相比，固体碱具有几个突出优点：(1)可循环使用，环境友好，无腐蚀，避免使用极性溶剂或相转移剂；(2)高选择性，高催化活性，反应条件温和，产物易于分离；(3)可使反应工艺过程连续化，提高设备的生产能力；(4)可在高温甚至气相中反应。

在固体酸催化条件下，生成CO2的反应可继续进行，而一般情况下CO2会毒化催化剂；(5)固体碱催化剂在某些反应中还具有几何空间效应。

1.固体碱分类与制备方法1.1 分类固体碱[1]按照载体和活性位的性质不同，固体碱大体可分为有机固体碱，有机无机复合固体碱，以及无机固体碱，其中无机固体碱又可分为金属氧化物型和负载型。

目前负载型固体碱的载体主要有三氧化二铝和分子筛(沸石)两种。

固体碱作为催化剂具有反应条件温和、产物易分离、可循环使用等诸多优点，正发挥着越来越明显的优势，渴望成为新一代友好的催化材料。

其中，而以Al2O3为载体的固体碱由于具有制备简单，碱强度分布范围宽，热稳定性好等优点而受到广泛应用。

1.2 制备方法Al2O3固体碱的制备主要方法有：浸渍法，微波辐射法，浸渍-微波法，混捏法，热分解法，离子交换法等。

2.固体碱在工业上的应用2.1 石油工业中应用KF/Al2 O3催化剂由于其催化活性高，价格低廉，且易于保存被广泛应用于各类有机合成反应。

鲍德艳[2]等人采用浸渍法制备了KF/Al2 O3固体碱催化剂，并将其应用于大豆油与甲醇酯交换制备生物柴油的反应。

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以及碱性阴离子交换树脂
催化剂的制备过程比较复杂, 成本昂贵 , 强度较差 , 且易于吸收空气中的 CO2 和 H 2 O 等杂质而失活。 KF /A l 2 O 3 催化 剂由 于其 催化 活性高 , 价 格低 廉 , 且易于保存被广泛应用于各类有机合成反应, 但 对其在生物柴油制备中的研究相对较少。本研究选 用 KF /A l2O 3 固体碱催化大豆油的酯交换反应制备 生物柴油, 通过酯交换的转化率对催化剂的制备工 艺条件进行优化 , 对其催化反应的活性原理进行了 初步探讨。
置于梨形分液漏斗, 静置分层 , 上层溶液呈浅黄色 , 澄清透明, 为生物柴油 , 下层黄色液体为甘油。油脂 转化率通过测定生物柴油中游离甘油和总甘油的含 量来确定, 其甘油含量的测定方法见国家标准甘油 实验方法的甘油含量的测定 ( GB /T 13216. 6- 91) 。 1 . 3 催化剂表征 XRD 测试在 D /m ax - 3BX 射线 粉末衍射仪上 进行 , CuK 射 线 源, 工 作 电 压 40 kV, 工 作电 流
P reparation of KF /A l 2 O3 solid base catalyst for transesterification of soybean oil to biodiesel
BAO D eyan , LU X iaoy ong, LI X un, SU M inghua ( ZTE Energy T echnology (W uhan) L i m ited Com pany , W uhan 430223, H ube, i Ch in a) Abstract : KF /A l d base catalyst w as prepared by i m pregnation m ethod used for transesterif ic ation 2 O3 so li of soybean o il w ith m eth ano l to biod iese. l E ffects of catalyst preparation cond it io n on the transester ifica t io n w ere investigated . Op ti m al cond it io n for cata ly st preparat io n w as as follow s : w ( KF ) = 45 %, i m preg nation ti me6 h , ca lcinat ion te m perature 500 . Conversio n o f 97. 15 % w as ob tained over the cata ly st , reaction prepared under the opti m al preparation condit io n under the fo llow ing transesterif ic ation react ion condi t io n : n ( m ethano l) n ( o il) = 12 1 , catalyst dosage 2 . 0 % , reactio n tem perature ( 60- 65) ti m e 3 h. The cata ly tic activat io n m echanism for KF /A l2 O3 w as d iscussed . K ey w ord s : solid base catalys; t transester ificatio n ; b io dise; l soybean o il CLC num ber : O643 . 36 ; TE667 Docum en t cod e : A A rticle ID: 1008 1143( 2007) 11 0066 04
图 4 不同焙烧温度下催化剂的 XRD 谱图 Figure 4 XRD pattern s for cata lyst calcined at d ifferen t te m peratures
与标准 PDF 卡片对照分析后可知, 谱图中主要 为 A l2 O3 和 K3A lF6 的衍射峰 , 没有观察到晶体 KF 特征峰, 表明大部分的 KF 与 A l2 O3 生成了 K3 A lF6。 随着焙烧温度逐渐升高 , 从 400 升至 700 时, K3 A lF6 衍射峰的 强度逐渐减 弱, 而 K 3A lF6 的 熔点 在 550 附近, 说明其含量逐渐减少可能是由于高 温下 K 3A lF6 熔化后 K 和 F 的挥发所致。对应于上 述生 物 柴油 转 化率 的数 据 发现 , 在 600 以 下, K3 A lF6 衍射峰较强 , 同时 KF /A l2 O3 均有较 好的酯 交换催化效果 ; 当 600 以上时 , K3 A lF6 衍射峰的 强度 减 弱 , 其 酯 交 换 转 化 率 也 逐 渐 降 低。 说 明 KF /A l2 O3的碱催化活性与 K3 A lF6 的生成有关。
鲍 德艳等 : 用于生物柴油制备的 K F /A l 2 O 3 固体碱催化剂的研究
67 对
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化剂分离容易、 反应条件温和、 可循环使用和对反应 设备腐蚀性小等优点 , 因而逐渐受到关注。目前, 研 究较多的固体碱催化剂有水滑石 金属的氧化物及其盐如 M g友好型绿色燃料 , 生物柴 油的开发与应用具有深远的经济效益和社会效益。
收稿日期 : 2007- 06- 11 作者简介 : 鲍德艳 , 1979 年生 , 女 , 湖北省荆州市人 , 硕士 , 主要从事多相催化及环境 保护方面的研究。 通讯联系人 : 鲍德艳。
2007 年第 11 期
2 . 3 焙烧温度 在固体催化剂制备过程中, 高温焙烧对载体与 活性组分发生相互作用而形成新的碱性活性中心、 催化剂的比表面积和孔结构、 晶型、 催化剂的活性及 稳定性均有影响 , 焙烧过程的好坏直接影响催化剂 的 催 化 活 性。 考 察 了 300 、400 、500 、 600 、 700 和 800 焙烧所得催化剂对酯交换反 应转化率的影响 , 结果见图 3。
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Figure 1
图 1 K F 负载量对转化率的影响 In fluen ce of KF load ings on the conver sion
从图 1 可以看出 , 大豆油的酯交换转化率随 KF 负载量的增大而升高 , 当负载量为 45 % 时 , 转化率 达到 96 . 37 % 。说明随着 KF 负载量的上升, 催化剂 活性组分的含量增大 , 催化活性 也增强。但 当 KF 负载量达到 50 % 时, 其中碱含量过高会使大豆油发 生皂化, 从而使其转化率下降。故选用浸渍液浓度 为 45 % 为宜。 2 . 2 浸渍时间 浸渍时间是催化剂制备的一个重要参数, 对其 活性组分的分布亦是关键因素, 对载体上活性组分 的负载量及催化剂活性组分在载体上的分布均有重 要影响。图 2 给出了在其他条件相同时 , 浸渍时间 分别为 2 h 、 4h 、 6h 、 8 h 和 10 h 制备的 KF /A l2O 3 催 化剂对生物柴油转化率的影响。由图 2 可以看出, 酯交换转化率随着浸渍时间的增加而逐渐上升, 6 h 时达到最大 值 ( 97 . 15 % ) , 其 后转化 率略 有下 降。 活性组分随着浸渍时间的增加逐渐负载到载体上, 到一定时间后即可达到吸附平衡 , 此时活性组分的 负载量最大, 酯交换转化率也趋于稳定。故最佳浸 渍时间为 6 h 。
30 mA。采用综合热分析仪 , 在空气中于 1 100 催化剂进行 TG- DTA 分析, 升温速率 10
! m in 。
、 碱金属或碱土
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和 CaO
等、 稀土金 等, 但这些
2 结果与讨论
2 . 1 KF 负载量 活性物质的负载量决定载体 中活性组分的含 量, 是影响催化剂 活性的主要因 素。分别按 照 KF 在 A l2 O3 上的理论负载量为 30 %、 35 %、 40 %、 45 % 和 50 % 的配制相同 体积的 浸渍液 , 浸渍 时间 均为 4h , 500 焙烧处理后的催化剂用于大豆油的酯交 换反应, 反应结果见图 1 。
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。生物柴油 具有 可再 生、 可 降解、 无 毒、 高闪
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生物柴油大都采用均相催化酯交换反应制备, 虽催化效率较高, 但反应结束后催化剂与产物分离 困难 , 且有大量的废酸和废碱液排出污染环境。采 用固体碱催化剂替代均相催化剂 , 具有使产品与催
点、 高十六烷值和对环境友好等优点
, 因此 , 作为
2007 年 11 月 第 15 卷 第 11 期
工业催化 I NDU STR I A L CATA LY SIS
N ov . 2007 Vo . l 15 N o . 11
催化剂与载体制备
用于生物柴油制备的 KF /A l 2 O3 固体碱 催化剂的研究
鲍德艳 , 鲁晓勇, 李
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浔, 苏明华
( 武汉中兴能源技术有限公司 , 湖北 武汉 430223) 摘 要 : 采用浸渍法制备了 KF /A l2O 3 固体碱催化剂 , 并将其应用于大豆油与甲醇酯交换制备生物 , 优化条件下制备的催化剂在大豆
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近年来 , 随着日益严重的全球性能源危机 , 以及 由于石化柴油燃烧所产生的环境污 染问题日益严 重 , 使可再生能 源生 物柴油 成为 国内 外研究 的热 点
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目前 , 世界各国都在积极发展生物柴油产业, 欧盟、 加拿大、 巴西、 日本和美国等都在发展该项产业, 仅 2005 年生物柴油的年产量就超过 2 000 万加仑
柴油的反应 。通过酯交换反应的转化率对催化剂制备工艺进行了优化, 得出最佳制备条件 : KF 理 论负载质量分数为 A l2O 3 的 45 % , 浸渍时间 6 h , 焙烧温度 500 条件下 , 酯交换转化率可达 97 . 15 %。 关键词 : 固体碱催化剂 ; 酯交换反应; 生物柴油 ; 大豆油 中图分类号 : O643 . 36 ; TE667 文献标识码: A 文章编号: 1008 1143( 2007) 11 66 04 油与甲醇物质的量比为 12 1 、 催化剂用量为油质量的 2 %、 反应时间 3 h 和反应温度 ( 60~ 65)