典型含鈣廢棄物作為固體堿催化劑制備生物柴油研究.pdf

1、典型含鈣廢棄物作為固體堿催化劑制備典型含鈣廢棄物作為固體堿催化劑制備生物柴油研究生物柴油研究StudyonSolidBasicCatalystsDerivedfromCabasedWastesfBiodieselProduction領域：環(huán)境工程作者姓名：趙澈指導教師：趙新華教授企業(yè)導師:張金鳳高工天津大學環(huán)境科學與工程學院二零一四年六月摘要隨著對能源需求的不斷上升以及化石燃料的日益枯竭，人們越來越重視可再生能源的開發(fā)和利用。生物柴油作

2、為一種綠色能源，正成為新型能源開發(fā)的熱點。目前，傳統(tǒng)生物柴油的方式為均相催化法，但是均相催化法會帶來產物分離困難、大量的廢液和難回收等問題。非均相堿催化法具有催化劑可以重復使用、環(huán)境友好、產物分離容易的優(yōu)點，能克服非均相催化劑的缺點，因此近年來得到了更廣泛的研究。本文以固體堿催化棕櫚油與甲醇酯交換反應作為主要研究對象，對生物柴油采用氣相色譜質譜聯(lián)用測定其主要成分并且建立外標法測定脂肪酸甲酯產率的分析方法。本文以制備低成本、高效的生物柴油

3、的非均相堿催化劑作為主要研究對象以三種不同種類的含鈣廢料（鴨蛋殼、鮑魚殼和豬骨頭）為原料，研究催化劑的制備和反應工藝條件，通過對催化劑的表征（XRD、N2吸脫附、Hammetindicatmethod和XRF），詳細分析了幾類催化劑的物理化學性質。得到以下主要結論:采用廢鴨蛋殼制備了固體堿催化劑（DuckCa），得到制備催化劑適宜的工藝條件為：焙燒溫度800℃，焙燒時間4h。在此基礎上，以棕櫚油為原料，得到合成生物柴油最佳工藝條件為：催

4、化劑用量7wt.%，醇油摩爾比9:1，反應溫度65℃，反應時間3h，轉化率達到92.5%。這類催化劑在酯交換反應中表現出了比較好的穩(wěn)定性，8次反應后生物柴油產率仍在80%以上。采用廢鮑魚殼制備了固體堿催化劑（AbaloneCa）。研究了反應時間、反應溫度、醇油摩爾比、焙燒溫度等因素對催化劑的活性的影響。以棕櫚油為原料，得到合成生物柴油最佳工藝條件為：催化劑用量6wt.%，醇油摩爾比12:1，反應溫度65℃，反應時間3h，產率為90.3%

5、。這類催化劑在酯交換反應中同樣表現較好的可重復性。采用豬骨頭制備了固體堿催化劑（PigCa）。研究了不同焙燒溫度對催化劑活性的影響。得到制備催化劑適宜的工藝條件為：焙燒溫度1000℃，焙燒時間4h。在此基礎上，以棕櫚油為原料，利用PigCa催化制備生物柴油，得到合成生物柴油最佳工藝條件為：反應溫度65℃，催化劑用量15%，反應時間4h，醇油摩爾比18:1，產率為86.7%。催化劑在重復使用5次后，生物柴油產率為80.2%，是一種廉價的、