餐饮废油中水和游离脂肪酸含量高,易导致均相碱催化体系发生皂化,从而大幅度降低催化剂的活性。均相酸催化和均相酸碱两步催化法存在工艺复杂、成本高和产生大量腐蚀性的酸性废液等不足。酶催化和超临界存在价格昂贵和能耗过高,应用受限。传统固体酸催化剂比表面和孔径小而油脂的分子量和空间结构大导致反应受内扩散控制,故反应时间长、反应物转化率和产物收率低。介孔固体超强酸催化剂的比表面和孔体积大、孔径可调性好,能有效地消除内扩散对大分子物质催化转化的影响,是餐饮废油酯化和酯交换制备脂肪酸甲酯的理想催化剂。高性能催化剂的研制则是实现餐饮废油资源化的关键。合成了锆硫酸、钨锆酸、磷钨酸、硅钨酸以及硅锆硫酸等5系列的介孔固体超强酸。研究表明介孔固体超强酸的活性远高于非介孔固体超强酸,锆硫酸和钨锆酸是性能良好的催化剂。其中锆硫酸活性最高,但其存在硫物种的流失;钨锆酸的活性略低于锆硫酸,多次重复实验中具有相当稳定的活性。相应曲面法优化实验工艺条件,脂肪酸甲酯的收率高达99.9%。已发表学术论文19 篇,其中SCI 收录7 篇(待发表5篇);申请发明专利2 项。培养硕士研究3名。
英文主题词Mesoporous solid superacids;waste cooking oils;resource utilization; esterification and transesterification;fatty acid methyl ester