论文摘要
石化燃料是人类生活生产不可或缺的一类能源,然而不可再生性决定了其必将日益稀缺,最终耗竭的问题。同时,人类对它的需求确与日剧增,石油危机等一系列问题的出现,且其燃烧后对环境的污染愈演愈烈,迫使人类探索寻求一种可再生、环境友好的替代能源,而生物柴油应运而生。生物柴油作为一种对环境友好的可再生燃料,对解决日益枯竭的石油资源和由石化柴油燃烧带来的环境问题具有重要的意义。酯交换法是目前最常用的生物柴油制备方法,主要包括固体酸碱法,酶催化法,超临界法,全细胞生物法等。目前以均相催化在酯交换反应中运用最为广泛。然而,均相法因不易与产物分离,对设备腐蚀性大等缺点,使得近年来越来越多的固体催化剂等其他催化剂被用在了酯交换反应制备生物柴油的研究中。WO3-ZrO2（WZ）是一种超强固体酸,是目前最具代表性的固体酸之一。对于制备生物柴油,固体强酸催化剂不仅具有受原料水分和游离脂肪酸影响小的优点,且不会对设备造成腐蚀损坏,易于回收利用与分离。因此,将WO3-ZrO2（WZ）用于催化制备生物柴油,对于解决燃料危机和环境问题具有非常重要的作用。本文研究工作主要包括以下2个方面：（1）制备了纳米介孔WO3-ZrO2。利用大角、小角XRD,N2脱吸附,NH3-TPD,SEM,TEM,EDS等手段对WZ进行了表征,从而考察了不同W负载量,不同煅烧温度,不同模板剂等因素对WO3-ZrO2的影响。结果表明：随着煅烧温度的升高,WZ的比表面积,孔径,酸性,晶相等也随之发生改变。经研究发现：在煅烧温度为550℃,W负载量为30%,模板剂采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）时,所得到的WZ是理想的,此时其比表面积为175m2/g,平均孔径4.11nm,孔体积0.180cm3/g,平均粒径6nm,总酸量4329.6site/g,酸密度21.32site/m2。（2）WZ催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油的研究。分别设计了单因素实验和响应曲面优化实验。从而确定了W03-ZrO2催化大豆油与甲醇酯交换反应的最佳反应参数,醇油摩尔比为20：1,温度为180℃,催化剂量为4%,反应时间为10h,W03-ZrO2中W的负载量为30%,煅烧温度为550℃。在此条件下所得的甲酯的产率可以达到81.5%。最后对WZ的循环使用活性进行了评估,发现即使是在催化剂使用五次后,催化活性也只是略微下降（甲酯产率从82.5%下降至75%）。
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相关论文文献
- [1].SO_4~(2-)/WO_3-ZrO_2催化合成乙酸丁酯[J]. 河北化工 2012(07)