利用造纸厂黑水制备的催化剂及在生物柴油制备中的应用

摘要

本发明公开了一种利用造纸厂黑水制备的催化剂及在生物柴油制备中的应用。以造纸厂黑水为原料回收木质素，并作为固体酸的载体原料，经碳化-磺酸化两步法合成固体酸，变废为宝，解决污染排放问题，在一定程度上可减小河流治污的困难。回收木质素经酸性溶液处理后，增加了孔隙度和可被磺酸化的活性位点，增加了所制备固体酸的酸密度。在酯化反应结束后，木质素基固体酸能够迅速沉淀，分离容易，且活性高、可重复使用，无污染排放，有助于实现生物柴油的绿色生产工艺。木质素基固体酸还可用于催化其它有机反应，如硫化物、叔胺、二级醇和醛的氧化还原反应制备砜、氮氧化物、内酯和甲酯等。

主权项

一种利用造纸厂黑水制备的生物柴油催化剂，由下述方法制备得到：（1）收集造纸厂黑水，用4～8 mol/L的盐酸调节黑水pH值至 6，然后按黑水体积1～5倍添加95%的工业乙醇沉淀木质素，过滤固态物，在80～100℃条件下蒸馏回收乙醇，然后用pH 2.0的盐酸溶液悬浮，再次过滤后用pH 2.0水溶液洗涤3次，样品在55～105℃条件下烘干，得干燥木质素备用；（2）将步骤（1）所得干燥木质素用磷酸、氯化锌或硝酸溶液在20～60℃下浸渍处理30～180 min，得到疏松结构的木质素，将结构疏松的木质素在惰性气体保护下，于300～500℃条件下炭化1～15 h，得多孔碳载体；将多孔碳载体在100～200℃条件下经浓硫酸磺酸化1～15 h后得到黑色固体粉末，浓硫酸用量为多孔碳载体:浓硫酸质量比1:2～10；黑色固体粉末再经去离子水洗涤并干燥后得到木质素基固体酸，即为所需的生物柴油催化剂。