[发明专利]针叶树灰非均相催化剂的制备方法及该催化剂在合成生物柴油方面的应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂加工领域，具体是一种针叶树灰非均相催化剂的制备方法及该 催化剂在合成生物柴油方面的应用。

背景技术

近年来人们对生物柴油表现出浓厚的兴趣，其原因主要包括生物柴油具有优良的 环保、可再生性能、较好的安全、润滑和燃烧性能等显著优势。采用非均相催化法合成生物 柴油具有环境污染小，易过滤分离等优点，因而成为生物柴油领域的研究热点。尽管针对合 成生物柴油的非均相催化剂已经开发出很多种类，如分子筛类固体酸、强酸性磺酸树脂固 体酸、固体杂多酸、水滑石类固体碱等，但这些催化剂通常成本较高，无法应用于工业化生 产。针对这一问题，有必要从催化剂原料角度入手，开发一种具有工业应用前景的非均相催 化剂。

采用自然界中的废弃物作为催化剂原料，是降低生物柴油催化剂制备成本的重要 途径。目前，研究人员开发了以鸡蛋壳、牡蛎壳、鸵鸟蛋壳等动物壳类作为原料制备生物柴 油催化剂。由于动物壳类含有的丰富钙基成分，因此可以制备成钙基固体碱用于催化合成 生物柴油。然而以更为廉价易得的草木灰为活性组分的非均相催化剂制备及其应用还鲜有 报道。

长期以来，我国广大农村大多数以稻草、麦秸、玉米秆、棉花秆以及树枝落叶作为 燃料，草木灰来源十分广泛。草木灰含有植物体内各种灰分元素，其中以钙含量最多，然而 钙含量在不同植物中也不相同。不同植物草木灰中的氧化钙质量百分含量(沈其荣，谭金 芳，钱晓晴.土壤肥料学通论[M].北京：高等教育出版社，2001.228.)，如表1所示：

表1不同植物草木灰中的氧化钙含量

由表1可知，针叶树灰中的氧化钙质量百分含量最高。因此，在不同植物草木灰中， 针叶树灰是一类具有很大潜在应用价值的催化剂原料。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种针叶树灰非均相催化剂的制备方 法，以及该催化剂在合成生物柴油方面的应用。

本发明采用的技术方案如下：

一种针叶树灰非均相催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)预处理：收集针叶树自然脱落的枝叶，用去离子水进行清洗，在50-90℃干燥 10-15h，自然焚烧，待燃烧完全后，收集针叶树灰；

(2)一次干燥与焙烧：将预处理后的针叶树灰80-110℃干燥5-10h，然后放置于箱 式电阻炉中，在800-1000℃焙烧1-10h；

(3)水化：用去离子水按照灰水比1：1-10与一次焙烧后的针叶树灰混合，在30-60 ℃搅拌1-3h；

(4)二次干燥与焙烧：先蒸去水化后的针叶树灰含有的多余水分，在80-120℃干燥 10-15h，然后将干燥后的针叶树灰放入箱式电阻炉中，在300-800℃进行二次焙烧1-10h；

(5)成型：将二次焙烧后的针叶树灰研磨成粉末，过80-100目筛，得到催化剂成品， 密封保存即可。

所述的针叶树灰非均相催化剂的制备方法，其特征在于，所述针叶树选自雪松、红 松、油松、獐子松、华山松、长白赤松、海岸松、湿地松、黑松、火炬松、马尾松、辐射松、云杉、 冷杉中的一种或多种。

所述的针叶树灰非均相催化剂的制备方法制得的非均相催化剂。

所述的针叶树灰非均相催化剂的制备方法制得的非均相催化剂在催化合成生物 柴油上的应用。

本发明提供的针叶树灰非均相催化剂用于催化合成生物柴油的方法，具体步骤 为：将占油脂质量分数为1-20％催化剂、油醇摩尔比为1：3-20的油脂和甲醇依次加入到装 有温度计、回流冷凝管的三口圆底烧瓶中，在40-100℃油浴下搅拌反应1-6h。反应结束后， 抽滤回收催化剂。滤液在分液漏斗中静置分层，分离出上层的生物柴油相，将生物柴油相减 压蒸馏分离出残留甲醇即可得到生物柴油。所述油脂选自植物油、动物脂肪以及餐饮废油。

本发明的优点为：

1.催化剂原料来源广泛，可以就地取材，适于工业化应用；

2.催化剂制备过程对环境无毒无害；

3.催化剂的活性高，而且可以重复利用。

附图说明

图1雪松灰和雪松灰催化剂的XRD谱图，其中(a)为雪松灰，(b)为例1雪松灰催化 剂，(c)为例2雪松灰催化剂。

具体实施方式