[发明专利]文冠果子壳活性炭负载KOH的催化剂及其制备方法及应用

说明书

技术领域：

本发明涉及一种催化剂及其制备方法及其应用，特别涉及一种文冠果子壳活性炭负载KOH的催化剂及制备方法及其应用。

背景技术：

在生物柴油制备过程中，酯交换工艺的催化剂多为均相催化剂，一般都采用NaOH、KOH、金属醇钠和浓硫酸。用NaOH等作为催化剂主要是价格低廉易得，但其存在严重的缺点，如后处理复杂、难分离、易腐蚀设备，易造成三废，污染环境。此外，以均相碱为催化剂时，还必须严格限定原料中水分和游离脂肪酸的含量，通常要求水含量小于0.06％，酸值AV小于1mgKOH/g。为了克服均相碱催化剂在合成生物柴油过程中存在的缺陷，固体碱催化剂的研究已越来越多。因此，开发新型的固体催化剂，来取代现有的均相催化剂，在催化反应中有着重要的意义。

γ-Al₂O₃的晶体属于立方面心紧密堆积构型，铝原子不规则地排列在由氧原子围成的八面体和四面体孔穴中，其作为催化剂载体，具有多孔性、高分散度、高比表面积、良好的吸附性、热稳定性和表面酸性等特点，常被称作“活性氧化铝”。KOH、CH₃OK、NaOH、CH₃ONa等均相碱催化剂都是酯交换反应合成生物柴油过程中常用的催化剂，其中K型碱的催化活性要明显高于Na型碱催化剂，以γ-Al₂O₃作为载体，通过负载钾盐(如KI、KNO₃、K₂CO₃等)制备固体碱，并用于酯交换反应合成生物柴油。

目前，利用文冠果油通过酯交换反应合成生物柴油，主要利用一些均相催化剂，也会出现催化剂与生物柴油难分离、后处理复杂、不能循环使用、对原料要求苛刻、容易腐蚀设备、易造成三废，污染环境等问题。

均相催化剂：催化剂和反应物同处于一相，没有相界存在而进行的反应，称为均相催化作用，起到均相催化作用的催化剂叫均相催化剂。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种文冠果子壳活性炭负载KOH的催化剂的制备方法。

本发明的第二个目的在于提供一种文冠果子壳活性炭负载KOH的催化剂。

本发明的第三个目的在于提供一种用文冠果子壳活性炭负载KOH催化剂制备生物柴油的用途。

本发明的第四个目的在于提供一种用文冠果子壳活性炭负载KOH的催化剂制备生物柴油的方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施，一种文冠果子壳活性炭负载KOH的催化剂的制备方法，其依次包括如下步骤，(1)文冠果子壳活性炭预处理；(2)制备文冠果子壳活性炭负载KOH催化剂；(3)文冠果子壳活性炭负载KOH的催化剂在300-600℃煅烧；(4)成品包装；其中，

(1)文冠果子壳活性炭预处理：将文冠果子壳活性炭放入干燥箱内在100-200℃干燥2-4h，除去文冠果子壳活性炭表面的杂质和水分；

(2)制备文冠果子壳活性炭负载KOH催化剂：称取预处理后的文冠果子壳活性炭，加入质量分数10％-40％的KOH溶液，连续搅拌1-2h，使之混合均匀，随后，放入干燥箱内在100-120℃除去水分，干燥至恒重，干燥后得到KOH负载量按质量分数为10-30％的文冠果子壳活性炭负载KOH催化剂；

(3)称取步骤(2)所得的催化剂加入至箱式电阻炉中，通入氮气，在300-600℃，高温煅烧2h，得最终产品；

(4)成品包装：待降至室温，放入自封袋内保存，得到黑色固体文冠果子壳活性炭负载KOH催化剂，放入干燥器中保存。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施：一种制备文冠果子壳活性炭负载KOH的催化剂的方法所制得的文冠果子壳活性炭负载KOH的催化剂。

本发明的第三个目的由如下技术方案实施：用文冠果子壳活性炭负载KOH催化剂制备生物柴油的用途。

本发明的第四个目的由如下技术方案实施：用文冠果子壳活性炭负载KOH催化剂制备生物柴油的方法，其包括如下步骤，(1)酯交换反应；(2)回收催化剂；(3)回收甘油；(4)制得生物柴油成品；其中，