專利名稱：一種合成生物柴油的核殼結構納米固體堿催化劑制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及固體催化材料技術領域，具體地說是一種合成生物柴油的核 殼結構納米固體堿催化劑的制備方法。
背景技術：
近年來，固體堿催化劑的開發(fā)取得很大進展，固體堿催化工藝已在生物 柴油生產中獲得應用。可以預見，固體催化技術將取代液體酸堿催化技術成 為主流技術之一。
在目前的生物柴油生產工藝中，對于酸化油、地溝油等含有大量游離脂 肪酸的高酸值油脂，通常采用酯化法進行預處理，可以將其主要成分游離脂 肪酸充分轉化，獲得更高的產品收率，但代價是增加諸多繁瑣后處理步驟； 在預處理酸值相對不高的油脂時，因大部分甘油三酯未能通過酯化轉化成生 物柴油，所以必須進行酯交換轉化。由于固體堿催化劑對高酸值油脂的適應 性較差，導致高酸值油脂制備生物柴油工藝均需選擇酯化工藝以降低油脂酸 值，無疑將增加工藝成本。近年來，納米技術快速發(fā)展并在催化劑制備領域 得到廣泛應用，納米催化劑體現出許多常規(guī)尺度催化劑粒子所不具有的特殊 性能，如將納米技術應用于固體堿催化劑的制備當中，則可獲得耐高酸值油 脂的固體堿催化劑，從而減少高酸值油脂的前處理工藝步驟，降低工藝成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種用于以高酸值油脂原料合成生物柴油的核殼結 構納米固體堿催化劑制備方法，在保持髙活性的同時，簡化高酸值油脂制備 生物柴油的前處理工藝步驟，進而降低操作成本。
實現本發(fā)明目的的具體技術方案如下一種合成生物柴油的核殼結構納米固體堿催化劑制備方法，它包括以下 具體步驟
a) 、選取粒徑在50nm以下(納米)氧化物顆粒，加入乙醇或甲醇中攪拌 使其形成懸浮體系；
b) 、在所得到的懸浮體系中加入分散劑，并在超聲波中振蕩使其分散均 勻，形成分散體系；
c) 、取可溶性鋁鹽溶解到上步驟的分散體系中，然后以Ca (OH) 2水溶 液逐滴加入其中，直至PH值達到6 8，繼續(xù)超聲振蕩至少30min，得到懸浮 液抽濾、干燥、研磨、煅燒得到核殼結構納米固體堿催化劑；
其中納米氧化物顆?？扇苄凿X鹽分散劑的質量比為i : 0.2 0.8 : 0. 1 0.3;所述氧化物顆粒選自鎂、鈣、硅或鋁的氧化物中的一種或幾
種混合；所述可溶性鋁鹽包括Al2(S04)3、 A1(N03)3 、 A1C13;所述分散劑選自 聚乙二醇單甲醚、聚乙二醇(分子量2000 20000)、十二垸基硫酸鈉、月桂 醇硫酸鈉中的一種或幾種混合。
本發(fā)明制備的納米核殼結構固體堿催化劑顆粒粒度在80mn左右，對高酸 值油脂具有良好的催化活性。
具體實施方式
實施例1
選取粒徑在50nm以下的氧化鋁顆粒10g，加入100ml乙醇中并攪拌，使 其形成懸浮體系，加入lg聚乙二醇(分子量2000)，并在超聲波中振蕩使其 分散均勻；將2g Al2(S04)3溶解到分散體系，以Ca (OH) 2水溶液逐滴加入， 測定PH值到7. 0時停止滴加，繼續(xù)超聲振蕩30min，得到懸浮液抽濾、干燥、 研磨、煅燒得到核殼結構納米固體堿催化劑。實施例2
選取粒徑在50nm以下的氧化鈣顆粒50g，加入100ml甲醇中并攪拌，使 其形成懸浮體系，加入10g十二烷基硫酸鈉，并在超聲波中振蕩使其分散均 勻；將35g A1(N03)3溶解到分散體系，以Ca (OH) 2水溶液逐滴加入，測定 PH值到8.0時停止滴加，繼續(xù)超聲振蕩30min，得到懸浮液抽濾、干燥、研 磨、煅燒得到核殼結構納米固體堿催化劑。 實施例3
選取粒徑在50nm以下的氧化鈣顆粒50g，加入100ml甲醇中并攪拌，使 其形成懸浮體系，加入10g聚乙二醇單甲醚，并在超聲波中振蕩使其分散均 勻；將35g AlCl3溶解到分散體系，以Ca (OH) 2水溶液逐滴加入，測定PH 值到8.0時停止滴加，繼續(xù)超聲振蕩30min，得到懸浮液抽濾、干燥、研磨、 煅燒得到核殼結構納米固體堿催化劑。 實施例4
選取粒徑在50nm以下的氧化鋁顆粒10g，加入100ml乙醇中并攪拌，使 其形成懸浮體系，加入lg聚乙二醇(分子量20000)，并在超聲波中振蕩使 其分散均勻；將2gAl2(S04)3溶解到分散體系，以Ca (OH) 2水溶液逐滴加入， 測定PH值到7. 0時停止滴加，繼續(xù)超聲振蕩30min，得到懸浮液抽濾、干燥、 研磨、煅燒得到核殼結構納米固體堿催化劑。 實施例5
選取粒徑在50nm以下的氧化鋁顆粒10g，加入100ml乙醇中并攪拌，使 其形成懸浮體系，加入lg月桂醇硫酸鈉，并在超聲波中振蕩使其分散均勻； 將2gAl(N04)3溶解到分散體系，以Ca (OH) 2水溶液逐滴加入，測定PH值到 7.0時停止滴加，繼續(xù)超聲振蕩30min，得到懸浮液抽濾、干燥、研磨、煅燒得到核殼結構納米固體堿催化劑。 應用例1
取酸值2.0的小桐子油ioog，按照與工業(yè)甲醇i : 15 (油甲醇)的摩
爾比，在75"C，常壓下，加入植物油質量3%的實施例1中制備核殼結構納 米固體堿催化劑，反應4小時后產物分離，得到生物柴油相減壓蒸餾脫除甲 醇，得到生物柴油產品。采用氣相色譜方法測定生物柴油中脂肪酸甲酯含量 為95.6%。 應用例2
取酸值4.o的小桐子油ioog，按照與工業(yè)甲醇i: 15 (油甲醇)的摩
爾比，在75"，常壓下，加入植物油質量3%的實施例2中制備核殼結構納 米固體堿催化劑，反應4小時后產物分離，得到生物柴油相減壓蒸餾脫除甲 醇，得到生物柴油產品。采用氣相色譜方法測定生物柴油中脂肪酸甲酯含量 為98.2%。
權利要求
1、一種合成生物柴油的核殼結構納米固體堿催化劑制備方法，其特征在于該方法包括以下具體步驟a)、選取粒徑在50nm以下(納米)氧化物顆粒，加入乙醇或甲醇中攪拌使其形成懸浮體系；b)、在所得到的懸浮體系中加入分散劑，并在超聲波中振蕩使其分散均勻，形成分散體系；c)、取可溶性鋁鹽溶解到上步驟的分散體系中，然后以Ca(OH)2水溶液逐滴加入其中，直至PH值達到6～8，繼續(xù)超聲振蕩至少30min，得到懸浮液抽濾、干燥、研磨、煅燒得到核殼結構納米固體堿催化劑；其中納米氧化物顆?！每扇苄凿X鹽∶分散劑的質量比為1∶0.2～0.8∶0.1～0.3；所述氧化物顆粒選自鎂、鈣、硅或鋁的氧化物中的一種或幾種混合；所述可溶性鋁鹽包括Al2(SO4)3、Al(NO3)3、AlCl3；所述分散劑選自聚乙二醇單甲醚、聚乙二醇(分子量2000～20000)、十二烷基硫酸鈉、月桂醇硫酸鈉中的一種或幾種混合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合成生物柴油的核殼結構納米固體堿催化劑制備方法，該方法選取粒徑在50nm以下(納米)氧化物顆粒，超聲波振蕩下，在乙醇中與分散劑、可溶性鋁鹽形成懸浮分散體系，然后以Ca(OH)₂水溶液逐滴加入其中，直至pH值在6～8，繼續(xù)超聲振蕩至少30min，得到懸浮液抽濾、干燥、研磨、煅燒得到具有核殼結構的納米固體堿催化劑；其中納米氧化物顆粒∶可溶性鋁鹽∶分散劑質量比為1∶0.2～0.8∶0.1～0.3；所制備的催化劑對用于合成生物柴油的高酸值油脂具有良好的催化效果，簡化了高酸值油脂制備生物柴油的前處理工藝步驟，降低操作成本。
文檔編號B01J21/04GK101480609SQ20091004565
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權日2009年1月21日
發(fā)明者傅樂峰, 王大軍, 鄭柏存 申請人:上海三瑞高分子材料有限公司