一種磁性固體堿催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其涉及一種磁性固體堿催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物柴油作為一種綠色的車用液體燃料，已經(jīng)得到世界各國(guó)和地區(qū)的重視。生物 柴油具有良好的燃燒性、安全性和潤(rùn)滑性能，降低內(nèi)燃機(jī)尾氣硫化物排放，減少溫室氣體排 放，是石化柴油的理想替代燃料。
[0003] 生物柴油是由動(dòng)植物油脂，皂角或餐飲業(yè)廢油和低碳醇在催化劑作用下通過酯化 或酯交換反應(yīng)生成的脂肪酸酯。目前，工業(yè)上主要使用均相酸、堿催化劑，如H 2S04、Na0H、K0H 等，該方法不僅腐蝕設(shè)備，后期處理為了除去均相催化劑，還需采用水洗脫除反應(yīng)物料中的 均相酸、堿催化劑，導(dǎo)致大量含酸廢水和堿渣的排放，污染環(huán)境；同時(shí)催化劑基本無法回收， 原料利用率低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本大大提高等問題。
[0004] 為了克服均相酸、堿催化劑存在的問題，制備高效穩(wěn)定的非均相固體催化劑成為 眾多該領(lǐng)域科技工作者的研究熱點(diǎn)。
[0005] 如CN1680514A中公開了米用有機(jī)溶劑合成含堿土金屬和堿金屬凝膠再負(fù)載于 活性炭，分子篩等多孔材料上合成固體堿催化劑的方法，該方法雖能合成固體堿催化劑， 但制備工藝繁瑣，并且使用、排放大量的有機(jī)溶劑，同時(shí)還存在催化劑強(qiáng)度低等問題。而 CN102172521A、CN1038012A以及CN103894168A等專利中公開了以氧化鎂或氧化鈣為活性 主組元，采用共沉淀方法制備固體堿的方法，在固體堿催化劑使用時(shí)，均采用粉末狀催化 劑，這些方法雖克服了均相堿催化劑腐蝕問題，但仍存在催化劑回收困難，使用成本高等問 題，在工業(yè)上難以大規(guī)模使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種磁性固體堿催化劑及其制備方法，以解決上述問題。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種磁性固體堿催化劑，該催化劑由K20、Mg0、Al20 3和Fe 203組成，催化劑各組份的 質(zhì)量百分比為=K2O 20~50% ;
[0009] MgO 5 ~15% ;
[0010] Al2O3 50 ~70%;
[0011] Fe2O3 5 ~15% ;
[0012] 各組分含量之和等于100 %。
[0013] 優(yōu)選地，K2O的質(zhì)量百分含量為25~40%。
[0014] 優(yōu)選地，MgO的質(zhì)量百分含量為7. 5~10。
[0015] 優(yōu)選地，Al2O3的質(zhì)量百分含量為60。
[0016] 優(yōu)選地，F(xiàn)e2O3的質(zhì)量百分含量為7. 5。
[0017] 優(yōu)選地，K2O的質(zhì)量百分含量為30~35%。
[0018] 優(yōu)選地，將氧化鎂是以氧化鎂粉末的形式引入；氧化鐵是以三氧化二鐵粉末的形 式引入；三氧化二鋁是以活性氧化鋁粉末的形式引入；κ 20是以KOH水溶液的形式引入。
[0019] -種上述的磁性固體堿催化劑的制備方法，按照MgO、A1203、Fe 2O3質(zhì)量含量的比 例，稱取氧化鎂粉末、活性氧化鋁粉末、三氧化二鐵粉末，加入到質(zhì)量濃度為10%的稀硝酸 水溶液中，混合、揉捏均勻后擠條，100-140°C烘箱烘10-14h，再在500-600°C下焙燒2-6h 得催化劑中間體，再按一定比例浸漬KOH水溶液溶液，再在100-140°C烘箱烘10_14h，再在 500-600°C下焙燒2-6h得催化劑。
[0020] 優(yōu)選地，在120°C烘箱烘12h，再在540°C下焙燒4h得催化劑中間體。
[0021] 優(yōu)選地，在120°C烘箱烘12h，再在540°C下焙燒4h得催化劑。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0023] 1、本發(fā)明的催化劑制備流程簡(jiǎn)單，使用過程中不會(huì)造成環(huán)境污染；
[0024] 2、值得催化劑具備高酯化或酯交換反應(yīng)催化活性和穩(wěn)定性；
[0025] 3、催化劑為固體堿催化劑，屬非均相催化劑，使得后處理流程簡(jiǎn)單，且催化劑具有 磁性可以高效回收，從而使得生成成本降低；
[0026] 4、該催化劑具備高的機(jī)械強(qiáng)度和耐水性，具有工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用價(jià)值。
[0027] 5、本發(fā)明的催化劑轉(zhuǎn)化率極高，達(dá)到99. 5-99. 9%。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下將對(duì)本發(fā)明各實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明所保 護(hù)的范圍。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 分別稱取15gMg0粉末，氧化鎂的含量為催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的15% ;50gAl203粉末， 氧化鋁的含量為催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的50% ;15gFe203粉末，氧化鐵含量為催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的 15 %;加入到質(zhì)量濃度為10 %的稀硝酸水溶液中，混合、揉捏均勻后擠條，120°C烘箱烘12h， 再在540°C下焙燒4h得催化劑中間體實(shí)現(xiàn)固態(tài)離子交換及硝酸鹽分解，再按照K 2O含量為 催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的20%稱取11. 9gK0H粉末，配制成一定濃度溶液，按照等體積浸漬的方法 浸漬12h，在120°C烘箱烘12h，再在540°C下焙燒4h，實(shí)現(xiàn)固態(tài)離子交換及硝酸鹽分解，得到 100g固體堿催化劑，其組成為K2O :MgO :Al203:Fe 203的質(zhì)量比為20:15:50:15,切成10-20目 的顆粒，稱為催化劑A，備用。以下實(shí)施例各原料含量以此類推。
[0031] 實(shí)施例2
[0032] 分別稱取7. 5gMg0粉末，氧化鎂的含量為催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的7. 5% ;50gAl203粉末， 氧化鋁的含量為催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的50% ;7. 5gFe203粉末，氧化鐵含量為催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù) 的7. 5% ;加入到質(zhì)量濃度為10%的稀硝酸水溶液中，混合、揉捏均勻后擠條，120°C烘箱烘 12h，再在540°C下焙燒4h得催化劑中間體實(shí)現(xiàn)固態(tài)離子交換及硝酸鹽分解，再按照K 2O含 量為催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的25%稱取14. 9gK0H粉末，配制成一定濃度溶液，按照等體積浸漬的 方法浸漬12h，在120°C烘箱烘12h，再在540°C下焙燒4h，實(shí)現(xiàn)固態(tài)離子交換及硝酸鹽分解， 得到100g固體堿催化劑，其組成為K 2O :MgO :Al203:Fe 203的質(zhì)量比為25:7. 5:50:7. 5,切成 10-20目的顆粒，稱為催化劑B，備用。
[0033] 實(shí)施例3