[发明专利]一种利用固体碱催化酯交换制备生物柴油的方法

说明书

本发明涉及一种利用固体碱催化酯交换制备生物柴油的方法，具体包括如下步骤：(1)油脂的除酸处理：向油脂中加入适量的氢氧化钠水溶液，搅拌0.5‑1.0h后，转入分液漏斗中，静置分层，收集上层液体，用50‑60℃的水洗涤至中性后，加入环己烷，用分水器除去多余的水分，最后减压蒸馏除去环己烷，即得除酸油脂；(2)将步骤(1)中得到的除酸油脂、甲醇、催化剂混匀后，搅拌下加热至60‑65℃，反应3‑4小时后，过滤或离心回收催化剂，剩余的反应液经减压蒸馏蒸除甲醇后，静置分层，上层液体即为生物柴油，下层为甘油。

技术领域

本发明属于生物柴油催化剂领域，具体涉及一种利用固体碱催化酯交换制备生物柴油的方法。

背景技术

生物柴油因其环境友好性、可再生性成为各国研究的热点。生物柴油以植物油、动物脂肪油、废弃食用油等为原料，分别与低分子量的醇进行酯交换制得脂肪酸烷基单酯，其性质与矿物柴油非常接近，是一种可再生的清洁燃料。虽然已有很多制备生物柴油的方法，但是大规模工业化生产，仍采用传统的液体酸、碱等均相催化为主，常用的均相催化剂有CaO、H₂SO₄、NaOH等，其对设备腐蚀严重，且产物需进行中和洗涤，从而导致大量工业废水的产生，造成环境污染。本发明提供一种聚苯胺包覆生物碳材料负载的固体碱催化剂，其可以高效制备生物柴油，具有反应条件温和、易分离、可重复使用等特点。

发明内容

本发明提供一种聚苯胺包覆生物碳材料，其特征在于所述聚苯胺包覆生物碳材料的制备方法包括如下步骤：

(1)取干燥的红薯叶，在氮气保护下，升温至600-700度，碳化5-6小时后，自然冷却至室温，得生物碳材料；

(2)将步骤(1)得到的生物碳材料用盐酸溶液超声浸泡4-5小时后，加入苯胺，冰浴下，加入过硫酸铵溶液，继续在冰浴下反应6-10h，过滤、沉淀洗涤、干燥即得聚苯胺包覆生物碳材料。

步骤(2)中所述盐酸的浓度优选1.0-2.0mol/L，每克生物碳材料使用10-15mL盐酸溶液，每克生物碳材料使用苯胺0.5mL，每毫升苯胺使用10-15mmol过硫酸铵，所述过硫酸铵溶液的浓度优选0.5-1.0mol/L；超声频率为30-40kHz。

本发明的另一实施方案提供上述聚苯胺包覆生物碳材料在负载碱中的应用。

本发明的另一实施方案提供一种聚苯胺包覆生物碳材料负载碱，其特征在于所述聚苯胺包覆生物碳材料负载碱的制备方法包括如下步骤：

(1)取干燥的红薯叶，在氮气保护下，升温至600-700度，碳化5-6小时后，自然冷却至室温，得生物碳材料；

(2)将步骤(1)得到的生物碳材料用盐酸溶液超声浸泡4-5小时后，加入苯胺，冰浴下，加入过硫酸铵溶液，继续在冰浴下反应6-10h，过滤、沉淀洗涤、干燥即得聚苯胺包覆生物碳材料。

(3)将步骤(2)得到的聚苯胺包覆生物碳材料与KF、K₂CO₃混合球磨6小时后，依次用水、无水乙醇洗涤，于90℃条件下真空干燥24h真空干燥即得聚苯胺包覆生物碳材料负载碱。

步骤(2)中所述盐酸的浓度优选1.0-2.0mol/L，每克生物碳材料使用10-15mL盐酸溶液，每克生物碳材料使用苯胺0.5mL，每毫升苯胺使用10-15mmol过硫酸铵，所述过硫酸铵溶液的浓度优选0.5-1.0mol/L；超声频率为30-40kHz。

步骤(3)中聚苯胺包覆生物碳材料、KF、K₂CO₃的质量比为1:1:3。

本发明的另一实施方案提供上述聚苯胺包覆生物碳材料负载碱在催化酯交换反应中的应用。

本发明的另一实施方案提供上述聚苯胺包覆生物碳材料负载碱在制备生物柴油中的应用。