用于增强酯交换反应的微波吸收型CaO-CNT催化剂：通过介电损耗转化实现高效脂肪酸甲酯的生产

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Microwave-Absorbing CaO-CNT Catalyst for Enhanced Transesterification: Bridging Dielectric Loss to Energy-Efficient Fatty Acid Methyl Ester Production

微波辅助合成生物柴油中催化剂微波吸收能力的影响研究。合成了CaO-CNT（微波吸收型）和CaO-SiO2（微波透明型）催化剂，发现前者因高介电损耗（tanδ=0.172）在微波场中更高效，使酯交换转化率提升11.44%，能耗降低15%，并减少303.72 kg/t CO2排放。

　　

微波辅助技术显著提升了异相催化下的酯交换反应效率，从而生产出脂肪酸甲酯（FAME），这是生物柴油的主要成分。FAME还是可持续航空燃料的关键中间体。然而，催化剂对微波的吸收能力对其催化性能的影响至今仍不明确。在本研究中，我们成功制备了一种具有微波吸收能力的催化剂（CaO-CNT）和一种对微波透明的催化剂（CaO-SiO₂），并评估了它们在棕榈油与甲醇酯交换反应中的催化效果。结果表明，具有微波吸收能力的CaO-CNT在微波场中的催化性能更佳，其介电损耗（tan δ_ε = 0.172）明显高于CaO-SiO₂（tan δ_ε = 0.002），显示出更强的微波吸收能力。CaO-CNT为被微波加热的反应物提供了必要的能量，使得酯交换转化率提高了11.44%，而CaO-SiO₂仅提升了0.83%。值得注意的是，与对微波透明的CaO-SiO₂相比，CaO-CNT每生产一吨FAME可节省15%的能耗，并减少303.72公斤的二氧化碳排放。