[发明专利]用于制备生物柴油的催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物柴油领域，具体一种催化剂的制备方法。

背景技术

能源稳定供应与环境污染已成为制约社会可持续发展的主要因素。世界各国都非常重视开发既对环境友好又可再生的能源，各种生物质能、太阳能和其他可再生能源将取代石油和煤炭，逐步成为未来的主要能源。生物柴油属于生物质能中的一种，由于其具有诸多优点，现在对生物柴油的研究已经成为全球的热点之一。

目前，工业生产生物柴油中主要是以NaOH、KOH、H₂SO₄等均相催化剂用来催化甲醇等短链醇与动植物油脂发生酯交换反应，但这种方法会出现设备腐蚀问题，而且不能回收的催化剂在处理过程中易污染环境。因此，研究开发绿色、高效的催化剂成为亟需解决的问题。

因此，近年来,科学家们一直致力于开发可重复利用的非均相催化剂以及制备生物柴油的新方法。在众多非均相催化剂中，CaO由于其来源广泛、成本低廉且制备生物柴油的催化活性很高受到了很大的关注。目前采用鸵鸟蛋壳作为催化剂的原材料制备生物柴油的催化剂尚未报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于制备生物柴油的催化剂的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

用于制备生物柴油的催化剂的制备方法，包括以下步骤：将鸵鸟蛋壳用蒸馏水冲洗去除蛋壳表面的杂质，在90～110℃干燥12～20小时；粉碎，过160～180目筛；置于马弗炉中，在通氮气条件下，于800～1000℃煅烧2h，得到用于制备生物柴油的催化剂的白色固体粉末，真空干燥保存。

本发明的优点：

(1)制备本发明催化剂的原料价格低廉、来源广泛、可再生效果好；

(2)本发明的方法制备的催化剂催化活性较强，实验证明，可使生物柴油产率达90％以上；

(3)催化剂可回收再利用,重复利用6次，生物柴油产率仍然达到80％以上。

附图说明

图1为用于制备生物柴油的催化剂的XRD图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。下面的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不对本发明作任何限制。

实施例1

用于制备生物柴油的催化剂的制备方法，包括以下步骤：将鸵鸟蛋壳用蒸馏水冲洗去除蛋壳表面的杂质，在100℃干燥16小时；粉碎，过170目筛；置于马弗炉中，在通氮气条件下，于900℃煅烧2h，得到用于制备生物柴油的催化剂的白色固体粉末，真空干燥保存。

实施例2

用于制备生物柴油的催化剂的制备方法，包括以下步骤：将鸵鸟蛋壳用蒸馏水冲洗去除蛋壳表面的杂质，在90℃干燥20小时；粉碎，过160目筛；置于马弗炉中，在通氮气条件下，于1000℃煅烧2h，得到用于制备生物柴油的催化剂的白色固体粉末，真空干燥保存。

实施例3

用于制备生物柴油的催化剂的制备方法，包括以下步骤：将鸵鸟蛋壳用蒸馏水冲洗去除蛋壳表面的杂质，在110℃干燥12小时；粉碎，过180目筛；置于马弗炉中，在通氮气条件下，于800℃煅烧2h，得到用于制备生物柴油的催化剂的白色固体粉末，真空干燥保存。

实施例4

为了检验不同煅烧温度对本发明的催化剂组分的影响，将实施例1中的煅烧温度分别在200℃、300℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃和1000℃。其它步骤同实施例1，制备得到的产物：用于制备生物柴油的催化剂进行XRD，见图1，由图1的XRD谱图可以得到，200～1000℃条件下制备的催化剂中，800℃以上CaCO₃基本转化为活性组分CaO。

实施例5

为了检验本发明催化剂的催化活性，将实施例1获得的催化剂1.5g，棕搁油30g和甲醇7.5g放入到50ml装有磁力搅拌装置的圆底烧瓶中，同时圆底烧瓶的顶部安装有回流冷凝管，开动搅拌，加热到60℃，在温度保持为60℃的条件下反应2小时，离心分离催化剂，液相产物用分液漏斗分层，倾出上层液体，上层液体减压蒸出未反应的底物甲醇，得到生物柴油，采用气象色谱法分析,生物柴油的产率为90.7％。

实施例6

催化剂重复使用性能测试：

将实施例5离心分离后得到的催化剂，用四氢呋喃洗涤后，在真空干燥箱内干燥24小时，再按实施例5的比例，与棕搁油和甲醇，在与实施例5相同条件下重复转酯化反应，转酯化反应的次数和生物柴油转化率见表1：

表1催化剂重复使用性能测试结果