一种磁性碳基催化剂及利用该催化剂制备生物柴油的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113926459A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111536200.5(22)申请日2021.12.16(71)申请人华北理工大学地址063210河北省唐山市曹妃甸新城渤海大道21号(72)发明人王一同李俊国王福平高迪于晴王晓嫚姬睿康乐乐(51)Int.Cl.B01J23/78(2006.01)C11C3/10(2006.01)C10L1/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种磁性碳基催化剂及利用该催化剂制备生物柴油的方法(57)摘要本发明公开了一种磁性碳基催化剂，通过以下方法制备得到：将电炉粉尘利用球磨机进行研磨，置于75℃‑105℃条件烘干，得到预处理后的电炉粉尘；取预处理后的电炉粉尘，加入浓盐酸，待反应后，再加入去离子水和碳源，搅拌，过滤洗涤至溶液的pH为中性后干燥；将干燥后的样品在600℃‑800℃条件下煅烧2h以上，即得磁性碳载体；将得到的磁性碳载体和甲醇钠进行混合后，加入去离子水，恒温混合磁力搅拌、烘干，然后再将干燥的样品在惰性气体下，以5℃/min‑7℃/min的升温速率加热到600oC‑700oC，保持2h以上，冷却，即得磁性碳基催化剂。该催化剂催化效果较好，生物柴油得率>98%，催化剂回一次收率>90%。且循环使用能力较优，7次反应后生物柴油产率还能达到80%以上。CN113926459ACN113926459A权利要求书1/1页1.一种磁性碳基催化剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：（1）电炉粉尘预处理：将电炉粉尘利用球磨机进行研磨，置于75℃‑105℃条件烘干，得到预处理后的电炉粉尘；（2）磁性碳基催化剂的制备：①取预处理后的电炉粉尘，加入浓盐酸，待反应后，再加入去离子水和碳源，搅拌，过滤洗涤至溶液的pH为中性后干燥；②将干燥后的样品在600℃‑800℃条件下煅烧2h以上，即得磁性碳载体；③将步骤②得到的磁性碳载体和甲醇钠进行混合后，加入去离子水，恒温混合磁力搅拌、烘干，然后再将干燥的样品在惰性气体下，以5℃/min‑7℃/min的升温速率加热到600oC‑700oC，保持2h以上，冷却，即得磁性碳基催化剂。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：以元素计，所述磁性碳基催化剂的组分包括：C:30‑40%，Si：4‑5%，Na：21‑22%，Fe：6‑7%，Mg：≤1%。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述碳源包括秸秆灰、稻壳灰、废弃木材灰、种壳灰中的至少一种。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述碳源的加入量为电炉粉尘的1‑2倍。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：甲醇钠的加入量为磁性碳载体质量的60%‑100%。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述恒温混合磁力搅拌的时间为1h以上。7.如权利要求1‑6任一项所述的方法，其特征在于：所述恒温的温度为55℃‑95℃，其中当温度控制为55℃‑60℃时，所述甲醇钠的加入量为磁性碳载体质量的90%‑100%，恒温混合磁力搅拌的时间为2h以上。8.一种磁性碳基催化剂，其特征在于：所述催化剂由权利要求1‑7任一项所述方法制备得到。9.一种如权利要求8所述的催化剂在制备生物柴油中的应用。10.一种生物柴油的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：（1）将油与低碳醇按n油:n醇=1：9‑1：15的摩尔比在反应容器中混合，然后按照相对于油3%‑9%剂量加入前述催化剂；（2）密封反应容器，在45ºC‑95ºC反应1‑5h；（3）反应结束后，上层是醇和副产物，中层为生物柴油，催化剂位于下层，静置后催化剂与液体产物在外部磁场的作用下分离。2CN113926459A说明书1/6页一种磁性碳基催化剂及利用该催化剂制备生物柴油的方法技术领域[0001]本发明涉及生物柴油用催化剂及生物柴油的制备方法，具体是涉及一种磁性碳基催化剂以及利用该催化剂制备生物柴油的方法。背景技术[0002]随着全球工业化快速的发展，对化石资源的消耗也在不断提升。过度的开发和利用化石燃料，不仅造成了能源短缺，也造成了生态环境的破坏和大气污染，进而威胁到人类的健康和生存。如何开发和有效利用清洁、环保、绿色的可再生能源具有深远的经济效益和社会效益。生物柴油是植物油、动物油、餐饮废弃油和低价醇在酸性和碱性催化剂的作用下，通过酯交换反应制得的可再生燃料，近年来受到广泛的关注。生物柴油具有和石化柴油相似的理化性质，可以直接添加在发动机中使用，无需对发动机进行改造。生物柴油燃烧过程具有碳烟和聚合物颗粒等不可燃烧物的含量较少、气体中硫化物和芳香烃含量较低、二氧化碳几乎近零排放等优点，使得生物柴油成为最佳的石化柴油替代品之一。[0003]在酯交换反应