炭基固體酸的制備及其催化高酸值油脂降酸性能研究.pdf

1、炭基固體酸作為一種新型的環(huán)境友好型酸催化劑在許多化學(xué)反應(yīng)中都有著廣闊的應(yīng)用前景。鑒于不可食用油脂制造生物柴油所具有的戰(zhàn)略和現(xiàn)實意義以及生產(chǎn)過程中所面臨的高酸值問題。本文分別制備了生物質(zhì)炭基固體酸和介孔炭基固體酸,并開展炭基固體酸催化高酸值油脂降酸過程的基礎(chǔ)研究。
　　首先以蔗渣稀酸水熱處理殘渣為原料,經(jīng)炭化磺化法制備了生物質(zhì)炭基固體酸催化劑。系統(tǒng)研究了蔗渣稀酸水熱殘渣炭基固體酸的制備條件對其結(jié)構(gòu)、表面酸密度以及催化降酸性能的影響。

2、結(jié)果表明,制備的生物質(zhì)炭基固體酸表面富含磺酸、羧酸及酚羥基等多種酸性活性基團(tuán);催化劑的骨架結(jié)構(gòu)由炭化進(jìn)行的程度決定,而骨架結(jié)構(gòu)直接關(guān)系著催化劑的表面強(qiáng)酸密度和催化降酸性能,不充分的炭化將使得催化劑的骨架結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,過度的炭化則會導(dǎo)致強(qiáng)酸密度和催化活性的急劇下降。
　　本文還對具有規(guī)則孔道結(jié)構(gòu)的介孔炭基固體酸催化劑的合成及其催化降酸應(yīng)用進(jìn)行了研究。制備了具有介孔-大介孔雙孔徑分布的新型SBA-15分子篩,并以此作為介孔模板,以葡萄糖

3、的甘油溶液為炭前驅(qū)物,采用納米澆鑄法制備了有序介孔炭材料,通過對介孔炭的磺化改性,成功制備了有序介孔炭基固體酸催化劑。研究表明,SBA-15分子篩獨特的介孔-大介孔雙孔徑分布有利于炭前驅(qū)物快速浸漬到其孔道內(nèi),混合炭前驅(qū)物的使用提高了澆鑄過程的完整性。通過低溫N2吸附-脫附實驗、XRD以及電鏡分析表明,炭化溫度及磺化溫度是影響介孔炭基固體酸介孔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵,在炭化溫度600℃和磺化溫度160℃的條件下,制備的介孔炭基固體酸兼具較高的表面強(qiáng)酸