锌铝基固体碱及其在酯交换反应中的应用
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘千河 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2014-05-19 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 田志坚 |
| 学位专业 | 工业催化 |
| 中文摘要 | 本论文我们研究了镧掺杂的锌铝尖晶石和锌铝水滑石衍生物的结构、碱性及其在制备生物柴油的酯交换反应中的应用。通过焙烧由共沉淀法生成的镧锌铝化合物制备了La掺杂的Zn-Al尖晶石固体碱。表征结果表明掺杂的镧能进入到Zn-Al尖晶石晶格里，并改善其碱性和孔道结构。在甘油三酯的酯交换反应中， La 5.5 wt%掺杂的Zn-Al尖晶石固体碱具有最高的活性，在优化的反应条件下(T = 160 °C, P = 2.0 MPa, WHSV = 0.9 h-1, 醇油比=24)，生物柴油的收率超过95%，其活性在500小时的实验中一直保持稳定。在不同温度下焙烧Zn-Al水滑石制备了其衍生物固体碱。表征结果表明，在低温焙烧(140-200 °C)，Zn-Al水滑石会转变为脱水Zn-Al水滑石，碱性位为羟基基团；在中高温焙烧(200-500 °C)，其会转变为Zn-Al氧化物，碱性位主要为表面氧原子。评价结果表明，在Zn-Al氧化物上，酯交换反应的速控步骤为生物柴油的脱附：碱性越强，生物柴油的脱附越慢，从而导致活性越低。而对于脱水Zn-Al水滑石，碱性位的数量起决定性因素：碱性位越多，活性越高。这两者在200 °C焙烧制备的脱水Zn-Al水滑石上面达到平衡，从而使其具有最高的酯交换活性。考察了金属阳离子掺杂对脱水Zn-Al水滑石固体碱的影响。表征结果表明，Zr4+能掺杂进入脱水Zn-Al水滑石的晶格，并增大脱水Zn-Al水滑石的孔径及羟基基团的碱性强度。当Zr/Zn/Al摩尔比为0.25/2.56/1时，200 °C焙烧的脱水Zr-Zn-Al水滑石具有最高的碱性和孔径。应用此催化剂，在反应温度为140 °C、压力为1.7MPa、WHSV为1.0 h-1和醇油比为24的条件下，生物柴油的收率为91.71%，并且在300小时的寿命评价实验中其活性一直保持稳定。 |
| 学科主题 | 工业催化 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2014-09-11 |
| 源URL | [http://159.226.238.44/handle/321008/119901]  |
| 专题 | 大连化学物理研究所_中国科学院大连化学物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘千河. 锌铝基固体碱及其在酯交换反应中的应用[D]. 中国科学院研究生院. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：大连化学物理研究所
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