典型含钙废弃物作为固体碱催化剂制备生物柴油研究
随着对能源需求的不断上升以及化石燃料的日益枯竭，人们越来越重视可再生能源的开发和利用。生物柴油作为一种绿色能源，正成为新型能源开发的热点。目前，传统生物柴油的方式为均相催化法，但是均相催化法会带来产物分离困难、大量的废液和难回收等问题。非均相碱催化法具有催化剂可以重复使用、环境友好、产物分离容易的优点，能克服非均相催化剂的缺点，因此近年来得到了更广泛的研究。本文以固体碱催化棕榈油与甲醇酯交换反应作为主要研究对象，对生物柴油采用气相色谱-质谱联用测定其主要成分,并且建立外标法测定脂肪酸甲酯产率的分析方法。 本研究以制备低成本、高效的生物柴油的非均相碱催化剂作为主要研究对象,以三种不同种类的含钙废料（鸭蛋壳、鲍鱼壳和猪骨头）为原料，研究催化剂的制备和反应工艺条件，通过对催化剂的表征（XRD、N2吸脱附、Hammet indicator method和XRF），详细分析了几类催化剂的物理化学性质。得到以下主要结论：⑴采用废鸭蛋壳制备了固体碱催化剂（Duck-Ca），得到制备催化剂适宜的工艺条件为：焙烧温度800℃，焙烧时间4h。在此基础上，以棕榈油为原料，得到合成生物柴油最佳工艺条件为：催化剂用量7wt.％，醇油摩尔比9:1，反应温度65℃，反应时间3h，转化率达到92.5%。这类催化剂在酯交换反应中表现出了比较好的稳定性，8次反应后生物柴油产率仍在80%以上。⑵采用废鲍鱼壳制备了固体碱催化剂（Abalone-Ca）。研究了反应时间、反应温度、醇油摩尔比、焙烧温度等因素对催化剂的活性的影响。以棕榈油为原料，得到合成生物柴油最佳工艺条件为：催化剂用量6 wt.%，醇油摩尔比12:1，反应温度65℃，反应时间3 h，产率为90.3%。这类催化剂在酯交换反应中同样表现较好的可重复性。⑶采用猪骨头制备了固体碱催化剂（P ig-Ca）。研究了不同焙烧温度对催化剂活性的影响。得到制备催化剂适宜的工艺条件为：焙烧温度1000℃，焙烧时间4 h。在此基础上，以棕榈油为原料，利用P ig-C a催化制备生物柴油，得到合成生物柴油最佳工艺条件为：反应温度65℃，催化剂用量15%，反应时间4 h，醇油摩尔比18:1，产率为86.7%。催化剂在重复使用5次后，生物柴油产率为80.2%，是一种廉价的、潜在的可工业化性用的催化剂。
人造燃料;生物柴油;含钙废弃物;碱催化剂
天津大学
硕士
环境工程
赵新华;张金凤
2014
中文
TQ517.2;TQ511.1
75
2015-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）