固体酸催化剂的制备方法
【专利摘要】本发明提供一种固体酸催化剂的制备方法，利用菠萝渣制成活性炭，再用制得的活性炭制备固体酸催化剂，可替代传统的液体酸催化剂催化脂肪酸和短链醇的酯化反应，不会产生酸性废水；并且此固体酸催化剂可以重复收集使用，多次使用后还可以通过酸再生进行再次利用。
【专利说明】固体酸催化剂的制备方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于一种催化剂的制备方法，具体涉及一种固体酸催化剂的制备方法。
【背景技术】
[0003]生物柴油是生物质能的一种，与石化柴油相比，以其不含硫和芳烃、十六烷值高、可被生物降解、对环境危害小等优势，达到美国“清洁空气法”所规定的健康影响检测要求，且其闪点高，储存、使用、运输都非常安全，所以成为最受欢迎的石油替代能源之一。
[0004]传统生物柴油生产工艺采用液体酸碱作为催化剂，主要存在以下问题:a.大量加入的液体酸容易产生焦化；b.反应完成后，需要加入大量碱中和硫酸；c.减压蒸馏后的残余物有很多焦化物、甘油不纯难回收利用；d.会产生大量酸性或高盐浓度的废水；e.催化剂不能重复利用，成本较高。为解决这些问题，目前采用更多的是用固体酸代替均相酸。固体酸碱催化剂是绿色生物柴油工艺路线的基础。
[0005]在菠萝加工过程中，大量的菠萝渣便不断地产生，约占鲜果60%的比例。大量菠萝渣被废弃，未得到很好的利用。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供一种将废弃的菠萝渣用于固体酸催化剂的制备方法，将菠萝渣变废为宝，充分利用资源，提高果农的副产品收益。本发明采用如下技术方案:
一种固体酸催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
(1)将菠萝渣烘干至含水量低于15%，然后粉碎至80~100目；
(2)将烘干粉碎后的菠萝渣用磷酸和硫酸的混合液搅拌均匀，浸溃10~12h；
(3)将浸溃好的菠萝渣在300°C下进行炭化45~60min，然后升温至450~50(TC进行活化10?15min ；
(4)将活化后的菠萝渣用蒸馏水洗涤至pH值为6~7，然后烘干即得菠萝渣活化炭；
(5)将菠萝渣活化炭在150~200°C下，经磺化剂溶液磺化5~10h；
(6)磺化后用70~80°C的蒸馏水洗涤至pH值为6~7，然后烘干粉碎到200目即得所述的固体酸催化剂。
[0007]进一步地，所述步骤(2)中磷酸和硫酸的混合液为体积百分含量为35%的磷酸与98%的硫酸按照体积比为8:1混合而成；所述菠萝渣与混合液的混合体积比为1: (1.5~2)。
[0008]进一步地，所述步骤(5)中磺化剂为浓硫酸。
[0009]本发明的有益效果如下:
1.本发明中的菠萝渣便于收集，降低成本，将菠萝渣变废为宝，充分利用资源，提高果农的副产品收益。
[0010]2.本发明中采用磷酸和硫酸混合液进行浸溃，操作简单方便，得到的菠萝渣活性炭具有丰富的空隙结构和较大的比表面积，活性炭产率达50~55%。
[0011]3.本发明用菠萝渣制成活性炭，再用制得的活性炭制备固体酸催化剂，可替代传统的液体酸催化剂催化脂肪酸和短链醇的酯化反应，不会产生酸性废水；并且此固体酸催化剂可以重复收集使用，多次使用后还可以通过酸再生进行再次利用。
【具体实施方式】
[0012]以下实施例是为了更好地说明本发明的具体内容，并不用于限制本发明的保护范围。
[0013]实施例1
一种固体酸催化剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)将菠萝渣烘干至含水量低于15%，然后粉碎至80目；
(2)将烘干粉碎后的菠萝渣用磷酸和硫酸的混合液搅拌均匀，浸溃12h；
磷酸和硫酸的混合液为体积百分含量为35%的磷酸与98%的硫酸按照体积比为8:1混合而成；所述菠萝渣与混合液的混合体积比为1:1.5;
(3)将浸溃好的菠萝渣在300°C下进行炭化45min，然后升温至500°C进行活化1min；
(4)将活化后的菠萝渣用蒸馏水洗涤至pH值为6~7，然后烘干即得菠萝渣活化炭；
(5)将菠萝渣活化炭在150°C下，经磺化剂溶液磺化1h；
(6)磺化后用70~80°C的蒸馏水洗涤至pH值为6~7，然后烘干粉碎到200目即得所述的固体酸催化剂。
[0014]实施例2
一种固体酸催化剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)将菠萝渣烘干至含水量低于15%，然后粉碎至100目；
(2)将烘干粉碎后的菠萝渣用磷酸和硫酸的混合液搅拌均匀，浸溃1h；
磷酸和硫酸的混合液为体积百分含量为35%的磷酸与98%的硫酸按照体积比为8:1混合而成；所述菠萝渣与混合液的混合体积比为1:2;
(3)将浸溃好的菠萝渣在300°C下进行炭化60min，然后升温至450°C进行活化1min；
(4)将活化后的菠萝渣用蒸馏水洗涤至pH值为6~7，然后烘干即得菠萝渣活化炭；
(5)将菠萝渣活化炭在150~200°C下，经浓硫酸磺化5~10h；
(6)磺化后用70~80°C的蒸馏水洗涤至pH值为6~7，然后烘干粉碎到200目即得所述的固体酸催化剂。
[0015]实施例3
一种固体酸催化剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)将菠萝渣烘干至含水量低于15%，然后粉碎至100目；
(2)将烘干粉碎后的菠萝渣用磷酸和硫酸的混合液搅拌均匀，浸溃Ilh；
磷酸和硫酸的混合液为体积百分含量为35%的磷酸与98%的硫酸按照体积比为8:1混合而成；所述菠萝渣与混合液的混合体积比为1:1.8;
(3)将浸溃好的菠萝渣在300°C下进行炭化50min，然后升温至480°C进行活化12min；
(4)将活化后的菠萝渣用蒸馏水洗涤至pH值为6~7，然后烘干即得菠萝渣活化炭； (5)将菠萝渣活化炭在150~200°C下，经磺化剂溶液磺化8h ;浓硫酸。
[0016](6)磺化后用70~80°C的蒸馏水洗涤至pH值为6~7，然后烘干粉碎到200目即得所述的固体酸催化剂。
【权利要求】
1.一种固体酸催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 将菠萝渣烘干至含水量低于15%，然后粉碎至80~100目； 将烘干粉碎后的菠萝渣用磷酸和硫酸的混合液搅拌均匀，浸溃10~121！； 将浸溃好的菠萝渣在3001下进行炭化45~60！11111，然后升温至450~5001进行活化10-15111111 ； 将活化后的菠萝渣用蒸馏水洗涤至邱值为6~7，然后烘干即得菠萝渣活化炭； 将菠萝渣活化炭在150~2001下，经磺化剂溶液磺化5~101！； 磺化后用70~801的蒸馏水洗涤至邱值为6~7，然后烘干粉碎到200目即得所述的固体酸催化剂。
2.根据权利要求1所述的固体酸催化剂的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中磷酸和硫酸的混合液为体积百分含量为35%的磷酸与98%的硫酸按照体积比为8:1混合而成；所述菠萝渣与混合液的混合体积比为1: (1.5~2)。
3.根据权利要求1所述的固体酸催化剂的制备方法，其特征在于所述步骤(5)中磺化剂为浓硫酸。
【文档编号】B01J27/02GK104475127SQ201410656261
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】武守阳 申请人:成都理想财富投资咨询有限公司