ZnO固体碱催化剂的可控制备及其酯交换催化性能
2021-08-26王顺飞王为国冯魏良
化学与生物工程 2021年8期
王顺飞,李 涛,王为国,冯魏良*
(1.武汉工程大学化工与制药学院,湖北 武汉 430073;2.潜江市环境科学研究院,湖北 潜江 433100; 3.武汉工程大学 绿色化工过程教育部重点实验室,湖北 武汉 430073)
能源需求的日益增长、化石燃料储备的不足以及各种环境问题的出现,促使人们寻找可再生、绿色环保的替代能源[1-3]。生物柴油是一种优质的绿色燃料,具有优异的润滑性能和清洁燃烧性能以及可再生、无毒、可生物降解等优点[4-5],被认为是石化柴油的理想替代产品[6-7]。生物柴油也被称为脂肪酸甲酯(FAME),可通过油脂(植物油、动物脂肪、微藻类和食用油废料等)与甲醇或乙醇在催化剂作用下发生酯交换反应制得[8]。
目前,制备生物柴油的催化剂主要包括均相催化剂和非均相催化剂。均相酸、碱催化剂(H2SO4、HCl、NaOH、KOH等)存在着回收困难、三废产生量大、对环境不友好等问题[9-10],而非均相催化剂具有易于分离、可重复使用等优点,被认为是一种经济可行的多相催化剂[11]。其中,固体碱催化剂(如碱土氧化物、负载碱或碱土金属离子等)具有条件温和、反应时间短、产率高等特点,在制备生物柴油中表现出优异的催化性能。然而,固体碱催化剂也存在制备成本高、催化活性低以及稳定性差等不足。因此,寻找廉价、结构稳定、催化活性高的新型固体碱催化剂是当前的研究热点。纳米催化剂因表面的纳米孔使其选择性和催化活性显著提高,解决了酯交换过程中的各种瓶颈问题,近年来,在生物柴油制备中发挥着巨大的作用。……
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