蟹殼生物柴油催化劑的制備及其催化性能研究.pdf

1、生物柴油是一種的綠色生物質(zhì)燃料，屬于可再生能源和低碳能源。生物柴油的生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)中所使用的催化劑有重大關(guān)系。尋找高效廉價、環(huán)境友好的催化劑是生物柴油研究中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
　　 利用廢棄蟹殼制備出一種固體堿催化劑并用于催化菜籽油和甲醇酯交換反應(yīng)制備生物柴油，此類非均相固體堿催化劑具有反應(yīng)體系分離簡單，且反應(yīng)條件溫和，催化劑可重復(fù)使用，對設(shè)備腐蝕性小，對環(huán)境友好、綠色無污染等優(yōu)點(diǎn)。目前非均相生物柴油催化劑己成為研究生物柴油

2、催化劑的主要方向之一，也是降低生物柴油生產(chǎn)成本的一個重要突破口。
　　 蟹殼催化劑制備主要經(jīng)過下面幾個步驟：第一步不完全碳化；第二步浸漬法負(fù)載KF;第三步在合適的溫度下活化即可得蟹殼催化劑。蟹殼催化劑的活性用菜籽油和甲醇的酯交換反應(yīng)來評價，催化劑制備過程中主要考察了不完全碳化溫度、KF的負(fù)載量、活化溫度對催化劑活性的影響。
　　 實(shí)驗(yàn)表明，蟹殼催化劑的最佳制各條件為：碳化溫度為500℃，KF的負(fù)載量為30wt.％，活化溫

3、度為200℃。酯交換反應(yīng)中優(yōu)化后最佳反應(yīng)條件為：催化劑用量為油脂質(zhì)量3.5wt.％，醇油摩爾比為9:1，70℃條件下反應(yīng)3小時，酯交換率可以達(dá)到92.4％，催化劑經(jīng)處理后可以重復(fù)利用。
　　 對蟹殼催化劑進(jìn)行了熱重分析(TGA)、掃描電鏡(SEM)，X-射線衍射(XRD)、能譜分析(EDS)、元素分析(EA)、比表面積測定(BET)、傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)等表征。EA、FT-IR、BET對蟹殼催化劑測試結(jié)果表明，蟹

4、殼催化劑是一種由無機(jī)/有機(jī)成分組成的復(fù)合材料，具有多孔的框架結(jié)構(gòu)。通過對不完全碳化的蟹殼、KF、CaCO3、殼聚糖的單獨(dú)研究，結(jié)果表明催化活性來源于不完全碳化的蟹殼與化學(xué)改性劑KF在催化劑制備過程中經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成的催化活性位點(diǎn)。SEM、XRD和EDS測試結(jié)果表明，催化活性位可能是-CH2OK和KF與CaCO3反應(yīng)形成的固體雜多堿。TGA-DTG研究表明蟹殼催化劑具有較高熱穩(wěn)定性。
　　 蟹殼催化劑原料為可再生生物質(zhì)，很容易生物降