柱层析硅胶固载K2CO3催化合成生物柴油的研究.pdf

第39卷第10期
燃料化学学报
Vol 39 No 10
2011年10月
Journal of Fuel Chemistry and Techno
Oct,2011
文章编号:0253-2409(2011)1075405
柱层析硅胶固载环2CO3催化合成生物柴油的研究
张秋云,徐春,周开志,马培华
(贵州大学化学与化工学院化学系,贵州贵阳550025)
摘要:研究了柱层析硅胶-K2CO3固体碱催化剂的制备条件,并对其进行XRD、FI-R和SEM表征分析。结果表明,部分
K2CO3吸收空气中的CO2生成KHCO3,K2CO3与KHCO3分散到硅胶表面,増强了催化效果。并考査了催化剂用量、醇油摩
尔比、反应时间对生物柴油制备的影响。研究表明,催化剂的制备温度为120℃,催化剂用量为原料油质量的5%,醇油摩尔
比为12:1,反应温度70℃,反应时间2h,生物柴油收率可达95.2%。
关键词:柱层析硅胶;固体碱;生物柴油;酯交换
中图分类号:1Q645.8文献标识码:A
Synthesis of biodiesel with
silica gel column chromatography catalyzed with immobilized K CO
ZHANG Olu-yun, XU Chun. ZHOU Kai-zhi. MA Pei-hua
(Department of Chemistry, Guizhou University, Guiyang 550025, China
Abstract: The preparation condition of silica gel column chromatography-k CO loaded solid-base catalyst was
studied. The catalyst was characterized by means of XRD, FT-IR and SEM. The experimental results shower
that part of K, CO, generated KHCO due to absorbing CO in the air. K2 CO and KHCO dispersed on the
silicon surface could enhance the catalytic activity. At the optimum conditions catalyst preparation temperature;
120 C, amount of catalyst in the fuel oil: 5%, ratio of alcohol to oil; 12: 1, reaction temperature: 70 tand
reaction time: 2 h, the biodiesel yield could reach up to 95.2%
Key words silica gel column chromatography; solid base; biodiesel; transesterification
近年来,随着全球经济的高速发展,全球的能源碱、磁性固体催化剂CaO/Mgo/Fe:0。由于
消费量在不断增加,导致全球能源需求量日益剧增。固体碱催化剂与传统工艺上用氢氧化物等碱性物质
一方面,全球范围的石油能源储量正逐渐减少,石油来进行酯化和酯交换反应相比,表现出良好的催化
价格不断上涨,能源危机日趋临近;另一方面,随着活性,而且不产生大量的废液,工艺流程简单,产品
人类环保意识的增强,人们逐新认识到以石油为能容易分离提纯,不腐蚀设备,可再生且对环境友好。
源所造成的环境污染。因此,在全球面临能源危机
本实验研究了以柱层析硅胶为原料,经K2COっ
的形势下,开发新的、绿色的、可再生的、环保的、清
溶液处理得到固体碱催化剂,并使用菜籽油与甲醇
洁的能源来替代石油等矿产资源已成为日前人类最
的酯交换反应米制备生物柴油,系统地考察了各因
重要的研究课题之一。用生物柴油替代石化柴油具
素对生物柴油酯交换反应的影响,找到了一种新型
有巨大的潜力和广阔的市场前景
固体催化剂并优化了催化工艺。
目前,已有许多研究固体催化剂及生物柴油制
备的文献。例如,采用负载型N/M固体碱,负載1实验部分
型Cs2O固体碱,钙镁负载型固体碱,水滑石行1.1主要原料、试剂及仪器菜籽油(市售,含水
生固体破“,草酸钠、醋酸钾、甲酸钠、酒石酸钠等量为0.19%)、甲醇(A.R.)、碳酸钾(分析纯)、柱
与三氧化二铝制备成的固体破,氧化钙/氧化镁层析硅胶(分析纯)。
固体碱?,KNO3/Al03固体碱?,纳米K2CO
全自动X射线行射仪(D/MAX-2200),傅里叶
A2O3固体碱破,KF/Al20固体碱, KOH/A2O。红外光谱仪( VERTEX70),数字化扫描电子显微镜
固体碱、K2O/ETS-10固体碱、2nO固体(KYKY-EM3200型),集热式恒温加热磁力搅拌器
收稿日期:2010-10-07;修回日期:2011-01-29。
基金项目:2009年贵州大学国家级大学生创新性实验计划(091065728)。
联系作者:马培华,男,教授,硕土,研究方向为有机合成,E-mail:Sci.phma@gzu,edu:cn;Tel:13368690478。
作者简介:张秋云(1989-),男,贵州大学2007级材料化学专业本科生。