摘要：

生物柴油（即脂肪酸烷基酯）已成为一种替代柴油的燃料，是一种新型清洁燃烧燃料，可作为矿物柴油的替代品，用于由植物油和脂肪等可再生资源生产的发动机，这些资源主要由甘油三酯构成（Gao等人，2010；Li等人，2012；Shao等人，2008）。使用生物柴油的主要优点是它具有可生物降解性、可再生性、低排放特性、高闪点、优异的润滑性和优越的十六烷值，可在不修改现有发动机的情况下使用（Leung等人，2010；Li等人，2011）。最近，它在世界各地受到越来越多的关注。 酯交换反应是目前生产生物柴油最受欢迎的反应途径。任何含有游离脂肪酸和/或甘油三酯的原料，如植物油、废油、动物脂肪和废油脂，都可以转化为生物柴油。在传统的酯交换反应方法中，使用了不同种类的催化剂，如硫酸、氢氧化钠或氢氧化钾。然而，为了分离和净化催化剂和产品，会产生大量废水。因此，为了开发一种环境友好的工艺并降低生产成本，引入了一种使用非均相催化剂的新工艺（Demirbas，2009；Kim等人，2004；Wen等人，2010）。 Kim等人（2004）报道了Na/NaOH/c - Al₂O₃非均相碱催化剂的制备以及使用非均相催化剂从植物油生产生物柴油。对反应时间、搅拌速度、共溶剂的使用、油与甲醇的比例以及催化剂的用量等反应条件进行了优化研究。制备的Na/NaOH/c - Al₂O₃非均相碱催化剂在优化的反应条件下表现出与传统均相NaOH催化剂几乎相同的活性。Alonso等人（2009）研究了锂掺杂CaO催化剂中锂含量和活化温度对甘油三酯与甲醇酯交换反应的影响。结果表明，当活化温度高于LiNO₃的熔点（492K）时，催化剂开始具有活性。Soares Dias等人（2012）研究了用氧化镁负载的SrO非均相催化剂对大豆油进行甲醇解。制备的催化剂表现出类似的催化行为，使FAME（生物柴油）含量高于94%。Srilatha等人（2012）展示了通过两步非均相催化过程从含有高游离脂肪酸的废食用油中生产生物柴油。首先使用25wt.%的TPA/Nb₂O₅催化剂将游离脂肪酸与甲醇酯化，然后在ZnO/Na - Y沸石催化剂上用甲醇对油进行酯交换。负载20wt.%ZnO的Na - Y催化剂表现出高活性。Wan Omar和Amin（2011）研究了在Sr/ZrO₂催化剂上废棕榈油（WCPO）向生物柴油的非均相酯交换反应以及该过程的优化。在最佳甲醇与油摩尔比为29:1、催化剂负载量为2.7wt.%、反应时间为87min和反应温度为115.5℃时，WCPO的酯交换反应产生了79.7%的最大甲酯产率。 此外，目前大多数酯交换反应都是使用传统的传热设备如水浴、油浴和加热夹套进行加热。但这些加热技术相当缓慢，并且样品内部会形成温度梯度。微波辐射作为一种非常规能源，在过去几年中已广泛应用于有机合成（Lidstrom等人，2001）。与传统加热相比，微波辐射加热所需的能量输入非常少，并为化学反应提供了一种舒适、安全和清洁的工作方式（Liu等人，2010）。如今，微波辐射也被用于许多领域，包括辅助植物油酯交换生产生物柴油（Hsiao等人，2011；Kumar等人，2011）。 本文的主要目的是研究酒石酸钾钠掺杂氧化锆在微波辐射辅助下对大豆油酯交换反应的影响。此外，还研究了影响大豆油酯交换反应的其他重要因素，如甲醇/油摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间。