[发明专利]一种负载型固体碱催化剂及其制备与应用

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种负载型固体碱催化剂及其制备与应用。所述负载型固体碱催化剂的制备方法如下：将Sr(NO₃)₂和电石渣(CS)充分混合后将混合物高温煅烧，即得所述负载型固体碱催化剂。本发明中通过将硝酸锶与电石渣混合煅烧，得到的催化剂SrO/CS在大豆油酯交换制备生物柴油工艺中表现出良好的稳定性能，催化剂重复使用5次后，其催化酯交换活性没有明显下降，所得生物柴油产率可以达到94.11％；本发明中锶和钙相互作用生成的Ca_0.1Sr_0.9O和Ca_0.7Sr_0.3O，其在液相反应环境中的稳定性优于CS，SrO/CS催化剂稳定性较高；且电石废渣价易得，且催化剂制备方法简单。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种负载型固体碱催化剂及其制备与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

生物柴油是一种来源于动植物油脂，硫、氮等元素含量低，CO₂净排放量为零的清洁可再生能源，它和化石柴油的性能接近，因此不需要对柴油机械进行改造就可以使用，进而成为柴油的优良替代品。生物柴油的制备方法有多种，其中酯交换法彻底改变原料油的化学结构，将大分子原料油通过化学反应转化为密度小、流动性强的生物柴油，为其后期的储存、运输和使用创造了有利条件。

酯交换反应中，需要使用催化剂以减少生产生物柴油过程中存在的反应时间长、反应温度高、生物柴油产率低等问题。电石废渣成本低廉，可将其进行一定的处理后用于催化酯交换反应，这属于工业钙基废弃物材料用于催化生产生物柴油的范围。电石废渣经高温煅烧后可以得到以氧化钙为主要成分的酯交换催化剂，其催化效率在固体催化剂中处于较高的水平。电石废渣具有廉价易得、处理流程少、催化剂制备简单等优点，但是发明人发现，该催化剂在使用过程中会有部分溶解于液体反应物中，尽管当次使用时生物柴油产率会有提升，但会造成工艺系统中催化剂量的减少和产物纯度的下降。因此，催化剂的稳定性亟待提高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种负载型固体碱催化剂SrO/电石渣(CS)，其在大豆油酯交换制备生物柴油工艺中表现出良好的稳定性能；在间歇式酯交换反应系统上考察发现，SrO/CS催化酯交换反应所得生物柴油产率可达96.60％，催化剂重复使用5次后，其催化活性没有明显下降所得生物柴油产率可以达到94.11％，可见本发明制备的SrO/CS催化剂在催化大豆油生产生物柴油的酯交换反应中体现了较好的稳定性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：

在本发明的第一方面，提供一种负载型固体碱催化剂的制备方法，所述制备方法如下：

将Sr(NO₃)₂和电石渣(CS)充分混合后将混合物高温煅烧，即得所述负载型固体碱催化剂。

在一种或多种实施方式中，按照所采集的电石废渣中Ca(OH)₂的量计算所需Sr(NO₃)₂的量；

Sr(NO₃)₂和Ca(OH)₂的摩尔比为1～6:10，优选为1:10，2:10，3:10，4:10，5:10或6:10；

在一种或多种实施方式中，高温煅烧的条件为800～1000℃煅烧1.5～2.5h。