固体碱催化剂Na2SiO3/MgO催化大豆油合成生物柴油的研究.pdf
《固体碱催化剂Na2SiO3/MgO催化大豆油合成生物柴油的研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《固体碱催化剂Na2SiO3/MgO催化大豆油合成生物柴油的研究.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、以MgO为载体,采用等体积浸渍法制备固体碱催化剂Na,SiO/MgO。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分别对催化剂和产物进行表征。通过单因素试验和正交试验优化了大豆油制备生物柴油的工艺条件。结果表明:当Na,SiO/MgO中的Na,SiO,负载量为20%(以Mg0质量计)、醇油摩尔比为10:1、催化剂用量4%(以大豆油质量计)、反应温度55、反应时间3h时,生物柴油的产率可以达到98.7 7%。XRD表征结果表明,当Na,Si0,的负载量为20%时,Na,SiO,以单层分散的形式附着在载体MgO表面,且没有形成新的晶体。FT-IR表征结果表明,所合成产物分子的官能团结
2、构与目的产物相符。关键词:Na,SiO3/MgO;酯交换反应;生物柴油;固体碱催化剂Study on synthesis of biodiesel from soybean oil catalyzedby solid base catalyst Na,SiO,/MgOGAO Yi-shan,LONG Xiao-zhu,SHI Guang(1.School of Chemical Engineering,Shenyang University of Chemical Technology,Shenyang 110142,Liaoning,China;2.Department of Crimina
3、l Science and Technology,Jilin Police College,Changchun 130117,Jilin,China)Abstract:The solid base catalyst Na,SiO,/MgO was prepared by equal volume impregnation methodwith MgO as carrier.The catalyst and product were characterized by X-ray diffraction(XRD)and Fouriertransform infrared spectroscopy(
4、FT-IR).The process conditions for preparing biodiesel from soybean oilwere optimized by single factor test and orthogonal test.The results showed that when the Na,SiO,loadingin Na,SiO,/Mg0 was 20%(based on the mass of MgO),the molar ratio of alcohol to oil was 10:1,thecatalyst dosage was 4%(based on
5、 the mass of soybean oil),the reaction temperature was 55 C,and thereaction time was 3h,the yield of biodiesel could reach 98.77%.XRD characterization results showedthat when the loading of Na,SiO,was 20%,Na,SiO,adhered to the surface of the carrier MgO in theform of monolayer dispersion,and no new
6、crystals were formed.The FT-IR characterization resultsshowed that the functional group structure of the synthesized product molecule was consistent with the tar-get product.Key words:Na,SiO,/MgO;transesterification reaction;biodiesel;solid base catalyst中图分类号:TS229生物柴油是石油燃料的可再生替代燃料,具有文献标志码:A文章编号:10
7、0 8-9 57 8(2 0 2 3)0 8-0 0 52-0 5可再生、可利用、环保、低硫、无毒、高闪点等优收稿日期:2 0 2 2-0 7-11基金项目:国家自然科学基金项目(6 140 32 6 3)作者简介:高艺珊(1998 一),男,硕士研究生,研究方向为石油加工。通信作者:时光(198 6 一),女,硕士,讲师,研究方向为事刑事科学技术。2023年第36 卷第8 期点 。生物柴油的合成是使用动植物油脂、餐厨废油等原料,并与甲醇等低碳醇进行酯交换反应,从而获得长链脂肪酸甲酯 2 。目前,制备生物柴油大多使用的催化剂为碱金属、碱土金属或氧化物为载体的碱催化剂 3-5。本研究以MgO 作
8、为载体,采用等体积浸渍法制备固体碱催化剂Na,SiO,/MgO。以生物柴油的产率作为评价指标,考察Na,SiO,负载量、醇油摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间对其产生的影响,通过正交试验对酯交换的反应条件进行优化,并采用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分别对催化剂和产物进行表征分析。1材料与方法1.1材料与试剂大豆油(精炼一级),市售;无水甲醇、偏硅酸钠、氧化镁,分析纯。1.2仪器与设备KSL-1200X型箱式电阻炉,合肥科晶材料技术有限公司;GZX-9023MBE型数显鼓风干燥箱,上海博讯实业有限公司医疗设备厂;J-1型精密定时自动搅拌器,金坛市荣华仪器制造有限公司
9、;D8Ad-vance型X射线衍射仪,德国Bruker公司;ThermoNicolet470型傅里叶变换红外光谱仪(KBr压片),美国Thermo Nicolet公司。1.3试验方法1.3.1催化剂的制备催化剂采用等体积浸渍法进行制备。首先将一定量的载体MgO放人马弗炉中焙烧活化,计算出载体的吸水量,通过载体的吸水量确定所需的Na,SiO3和去离子水的用量,以此配制出不同负载量的Na,SiO,溶液。将不同负载量的Na,SiO,溶液分别与活化好的Mg0进行浸渍过夜,以12 0 烘干12h,之后转人马弗炉中,以6 0 0 焙烧4h。得到一系列不同负载量的Na,SiO/MgO固体碱催化剂。1.3.2
10、生物柴油的制备在三口烧瓶中加人一定量的大豆油,在水浴锅中对大豆油进行预热,之后加人适量的Na,SiO,/MgO,并根据醇油摩尔比加人适量甲醇。搭建好回流装置后,在6 0 恒温下搅拌回流3h,将得到的产物进行真空抽滤以过滤出催化剂。然后把滤出的液体转人到蒸馏烧瓶中进行常压蒸馏以除去多余的甲醇,待支管口的温度达到6 5且开始下降时,说明多余的甲醇已经蒸出。将最终得到的产物转粮食与油脂入分液漏斗中静置分层,上层为生物柴油,下层为甘油。根据文献 6 的方法计算生物柴油产率,计算公式见式(1)。生物柴油的质量产率=100%大豆油的质量1.3.3单因素试验在固定Na,SiO,/Mgo中的Na,SiO,负载
11、量为25%(以Mg0质量计)、醇油摩尔比8:1、催化剂用量2%(以大豆油质量计)、反应温度6 0、反应时间3h的基础上,进行单因素试验,分别研究以上5个因素对生物柴油产率的影响。1.4测试与表征采用XRD对制备的催化剂进行测试分析,扫描范围5 90,扫描速度5min。采用红外光谱仪对合成的目标产物进行测试分析。2结果与讨论2.1单因素试验2.1.1Na,Si0,的负载量对生物柴油产率的影响由图1可知:随着Na,SiO,负载量的增加,生物柴油的产率先上升后下降,当Na,SiO,负载量为20%时,生物柴油的产率最高,为97.2 4%。这是因为催化剂的碱度与前驱体的负载量具有一定的相关性,当负载量过
12、低时,催化剂碱度较低,导致反应速率较慢;当负载量过高时,会将催化剂的孔道堵塞,使得催化剂活性降低 7 。因此,选择催化剂中Na,Si0,负载量2 0%进行后续试验。97.597.0F96.596.0%/率95.5F95.0F94.5上94.093.5图1Na,SiO,的负载量对生物柴油产率的影响2.1.2醇油摩尔比对生物柴油产率的影响由图2 可知:随着醇油摩尔比的增加,生物柴油的产率先上升后下降,当醇油摩尔比为10:1时,生物柴油的产率最高,为97.58%。这是由于酯交换反应属于可逆反应,过量的甲醇可以加快正反应方53(1)11015Na,Sio,负载量/%20253054向速率,使得反应充分
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 固体 催化剂 Na_ 282 29 SiO_ 283 _MgO 催化 豆油 合成 生物 柴油 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。