一種將豬骨作為生物柴油催化劑的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物柴油催化劑的合成方法，特別是涉及一種將豬骨作為生物柴油催 化劑的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源危機(jī)與環(huán)境污染使世界各國都迫切開發(fā)既對環(huán)境友好又可再生的能源，各種 生物質(zhì)能、太陽能和其他可再生能源來取代石油和煤炭等傳統(tǒng)資源。生物柴油屬于生物質(zhì) 能中的一種，由于其具有環(huán)境友好、零排放以及可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，引起了廣泛的關(guān)注。目 前，傳統(tǒng)制備生物柴油方法主要是以均相催化劑（如：似0!1、1(0!1、4504等）來催化甲醇等短 鏈醇與動(dòng)植物油脂發(fā)生酯交換反應(yīng)。但這種方法中存在均相催化劑易造成設(shè)備腐蝕、催化 劑不能回收利用，在催化劑處理過程中易污染環(huán)境等問題。因此研宄開發(fā)綠色、高效的催化 劑成為生物柴油制備生產(chǎn)過程中亟需解決的問題。
[0003] 近年來科學(xué)家們一直致力于開發(fā)可重復(fù)利用的非均相催化劑以及制備生物柴油 的新方法。非均相催化劑的種類很多，主要有金屬氧化物、水滑石、離子交換樹脂、沸石等， 但催化劑大多成本較高，限制了其工業(yè)應(yīng)用。以此同時(shí)，可再生資源作為催化劑或者載體引 起了廣泛的關(guān)注，例如禽蛋殼類、軟體動(dòng)物的殼類以及飛灰、木灰和煤渣等作為制備生物柴 油的催化劑（或載體）都有較強(qiáng)的催化活性。動(dòng)物骨頭（魚骨頭、綿羊骨頭和牛骨頭）作 為可再生資源的一種，由于其主要成分是羥基磷灰石，很多學(xué)者也將其作為固體催化劑應(yīng) 用于生物柴油制備中。然而，羥基磷灰石呈弱堿性，當(dāng)其作為生物柴油催化劑時(shí)，如果想達(dá) 到較高的生物柴油產(chǎn)率，必須要求更高的反應(yīng)條件，因此勢必會(huì)增加生物柴油的制作成本。 為了解決這個(gè)問題，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果將豬骨頭作為載體負(fù)載強(qiáng)堿型鉀鹽（如：碳酸鉀）， 不但能廢物利用，更能顯著提高催化劑的活性，同時(shí)，催化劑有較好的穩(wěn)定性，能多次重復(fù) 使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供用于生物柴油催化劑的合成方法，針對磷灰石是一種經(jīng)濟(jì) 且實(shí)用的載體，而高溫煅燒后的豬骨中磷灰石的含量占95%以上，通過負(fù)載高催化活性的 碳酸鉀，使其成為一種高效的、制備過程簡單、成本低廉、操作方便的催化劑。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種將豬骨作為生物柴油催化劑 的合成方法，該方法包括以下步驟：
[0006] -種將豬骨作為生物柴油催化劑的合成方法，其包括以下步驟：
[0007] (1)將豬骨用蒸餾水沖洗去除表面的可溶性雜質(zhì)；在鼓風(fēng)干燥箱中去除水分；然 后將豬骨置于馬弗爐中，在800°c~1000°C溫度下煅燒3~5小時(shí)，得到白色條狀和塊狀固 體；將白色固體粉碎，過160~180目篩，得到白色粉末狀固體；
[0008] (2)將白色粉末狀固體加入到濃度為碳酸鉀溶液中，白色粉末狀固體與碳酸鉀的 質(zhì)量比是7:3-9:1 ;攪拌得懸濁液，干燥，得到粉末狀固體；
[0009] (3)將粉末狀固體在馬弗爐中500°C~700°C煅燒，得到粉末為生物柴油催化劑。
[0010] 所述的在鼓風(fēng)干燥箱中去除水分優(yōu)選的溫度為90~110°C ;干燥12~15小時(shí)。
[0011] 所述的碳酸鉀溶液濃度優(yōu)選為〇· 15~0· 45M。
[0012] 所述的優(yōu)選攪拌速率400-600rmp、攪拌時(shí)間3~5小時(shí)。
[0013] 所述步驟⑶馬弗爐中煅燒優(yōu)選時(shí)間3~5小時(shí)。
[0014] 將獲得的粉末為生物柴油催化劑直接使用，能顯著提高生物柴油的產(chǎn)率，并且能 縮短反應(yīng)時(shí)間、減少甲醇和催化劑的用量，是一種高效且經(jīng)濟(jì)的催化劑。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)勢在于：
[0016] (1)催化劑原材料環(huán)境友好，價(jià)格低廉廣，可再生；
[0017] (2)催化活性較強(qiáng)可達(dá)到生物柴油產(chǎn)率可達(dá)90%以上；
[0018] (3)催化劑可回收再利用，重復(fù)利用8次后，脂肪酸的轉(zhuǎn)化率仍然達(dá)到85%以上。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的實(shí)例1的XRD圖（a為煅燒后的豬骨，b為負(fù)載后的催化劑）。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 結(jié)合下列實(shí)施例對本發(fā)明的生物柴油催化劑的合成方法加以說明，但本發(fā)明的技 術(shù)方案不局限于此。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] (1)將豬骨用蒸餾水沖洗3次去除表面的可溶性雜質(zhì)；將處理后的豬骨頭在鼓風(fēng) 干燥箱中去除水分，在105°C干燥13. 5小時(shí)；將豬骨置于馬弗爐中，加熱升溫至1000°C后， 煅燒3小時(shí)，得到白色條狀固體。將白色固體粉碎，過160~180目篩，得到白色粉末粉末 狀固體，真空干燥保存；
[0023] (2)稱取一定量的碳酸鉀粉末溶于離子水中，配制成濃度為0. 45M碳酸鉀溶液，加 入獲得的白色粉末狀固體比例為2. 67,在500rmp條件下，攪拌4小時(shí)，得懸濁液，干燥，得到 粉末狀固體；
[0024] (3)將得到的白色粉末在馬弗爐中600°C煅燒4小時(shí)，得到粉末狀制備生物柴油催 化劑。
[0025] 由圖1的XRD譜圖可以得到，該條件下制備的催化劑中，表面含有磷灰石、KCaP04。
[0026] 為了檢驗(yàn)催化劑的催化活性，將經(jīng)過600°C煅燒處理?xiàng)l件的催化劑2. 4g催化劑與 30g棕櫚油和10. 8g甲醇放入到50ml裝有磁力攪拌裝置的圓底燒瓶中，同時(shí)圓底燒瓶的頂 部安裝有回流冷凝管，開動(dòng)攪拌，加熱到65°C，在溫度保持為65°C的條件下反應(yīng)2小時(shí)反應(yīng) 液靜置分層，離心分離催化劑，液相產(chǎn)物用分液漏斗分層，傾出上層液體，減壓蒸出未反應(yīng) 的底物甲醇，得到生物柴油，采用氣象色譜法分析生物柴油的產(chǎn)率，產(chǎn)率為96. 7%。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] (1)將豬骨用蒸餾水沖洗4次去除表面的可溶性雜質(zhì)；將處理后的豬骨頭在鼓風(fēng) 干燥箱中去除水分，在90°C干燥15小時(shí)；將得到的豬骨置于馬弗爐中，加熱升溫至800°C 后，煅燒5小時(shí)，得到白色條狀固體。將白色固體粉碎，過160~180目篩，得到白色粉末粉 末狀固體，真空干燥保存；
[0029] (2)稱取一定量的碳酸鉀粉末溶于離子水中，配制成濃度為0. 45M碳酸鉀溶液，加 入獲得的白色粉末狀固體7g，在400rmp條件下，攪拌5小時(shí)，得懸濁液，干燥，得到粉末狀固 體；
[0030] (3)將得到的白色粉末在馬弗爐中500°C煅燒4小時(shí)，得到粉末狀制備生物柴油催 化劑。
[0031] 為了檢驗(yàn)催化劑的催化活性，將經(jīng)過500°C煅燒處理?xiàng)l件的催化劑2. 4g催化劑與 30g棕櫚油和10. 8g甲醇放入到50ml裝有磁力攪拌裝置的圓底燒瓶中，同時(shí)圓底燒瓶的頂 部安裝有回流冷凝管，開動(dòng)攪拌，加熱到65°C，在溫度保持為65°C的條件下反應(yīng)2小時(shí)反應(yīng) 液靜置分層，離心分離催化劑，液相產(chǎn)物用分液漏斗分層，傾出上層液體，減壓蒸出未反應(yīng) 的底物甲醇，得到生物柴油，采用氣象色譜法分析生物柴油的產(chǎn)率，產(chǎn)率為91. 5%。
[0032] 實(shí)施例3
[0033] (1)將豬骨用蒸餾水沖洗5次去除表面的可溶性雜質(zhì)；將處理后的豬骨頭在鼓風(fēng) 干燥箱中去除水分，在IKTC干燥12小時(shí)；將得到的豬骨置于馬弗爐中，加熱升溫至900°C 后，煅燒4小時(shí)，得到白色條狀固體。將白色固體粉碎，過160~180目篩，得到白色粉末粉 末狀固體，真空干燥保存；
[0034] (2)稱取一定量的碳酸鉀粉末溶于離子水中，配制成濃度為0. 45M碳酸鉀溶液，加 入獲得的白色粉末狀固體比例為2. 67,在600rmp條件下，攪