SO3H-功能化季铵盐离子液体催化酯交换制备生物柴油

采用两步合成法制备了4种SO3H-功能化季铵盐离子液体,红外与核磁共振光谱表征结果表明,其结构符合理论结构特点. 热稳定性分析表明,其分解温度都在200℃以上,均可作为制备生物柴油的催化剂. 将这4种离子液体用于催化制备生物柴油,其催化活性主要与其阴离子的结构有关,[n-But3N(CH2)3SO3H][CH3SO3]的催化活性最好. 甲醇:三油酸甘油酯摩尔比为12:1、催化剂用量7%(w)、在65℃下反应24 h时,油酸甲酯产率最高(89.65%). 催化剂重复使用性能良好.     

对甲苯磺酸季铵盐离子液体催化酯交换反应制备生物柴油

合成了4种不同阳离子的-SO3H功能化对甲苯磺酸季铵盐离子液体,并用FT-IR和NMR表征结构,结果表明,合成的离子液体符合其理论结构特征。热重分析实验表明离子液体的分解温度都在200℃以上,可以作为合成生物柴油的催化剂;采用吡啶红外探针法测定其酸性大小,实验结果表明其酸性受阳离子烷基侧链影响,烷基侧链越短或越少,酸性越强,但相差不大。以它们为催化剂进行了三油酸甘油酯酯交换反应制备生物柴油的研究,实验表明,这些-SO3H功能化对甲苯磺酸季铵盐离子液体的催化活性都较高,油酸甲酯的产率与离子液体的酸性顺序一致,正-丙基磺酸-三乙基对甲苯磺酸铵的催化活性最高。考察了正-丙基磺酸-三乙基对甲苯磺酸铵离子液体用量、醇油摩尔比、反应时间、反应温度对生物柴油产率的影响规律。实验结果表明,在甲醇、油脂和离子液体的摩尔比为12:1:0.167,反应温度130℃下反应4 h,油酸甲酯的产率可达到92.16%;将反应后离子液体相中的甲醇蒸出,再用乙酸乙酯将其中的甘油萃取出来,剩余的离子液体直接用于下次的酯交换反应,油酸甲酯的产率无明显降低,表明离子液体的稳定性好,回收的离子液体可循环使用。     

磁性介孔硅胶负载碱性离子液体催化剂的制备与性能

用巯丙基硅氧烷对磁性介孔硅胶改性,并通过烯丙基官能化离子液体的双键与巯基之间的自由基加成反应将具有不同侧链烷基的离子液体负载到磁性介孔硅胶表面,制备了磁性介孔硅胶负载碱性离子液体催化剂.采用红外光谱分析、X射线衍射、有机元素分析、氮气物理吸附/脱附分析和样品振动磁强计对催化剂的结构和磁性能进行了表征,最后通过催化三油酸甘油酯与甲醇酯交换反应对其催化性能进行了评价.结果表明,随着离子液体侧链烷基碳个数的增多,磁性介孔硅胶负载离子液体催化剂的离子液体负载量降低,比表面积和孔体积降低.当离子液体侧链烷基为辛基、十二烷基或十六烷基时,油酸甲酯产率均高于95%,并且反应3次后油酸甲酯产率依然高于90%.     

双键型离子液体制备及其催化油酸 合成生物柴油的研究

合成了一种带双键的新型酸性离子液体1-磺酸丁基-4-乙烯基咪唑三氟甲磺酸盐（[SO₃H（CH₂）₄VIm][CF₃SO₃]）,并用于催化油酸合成生物柴油,考察了反应条件对催化合成的影响。结果表明：在反应温度60℃,反应时间5 h,催化剂用量为油酸物质的量的5%及甲醇和油酸的物质的量比（醇油比）为6∶1时,生物柴油的产率达到96.07%。该离子液体经过5次重复使用,生物柴油的产率还在95%以上,仍有较好的催化活性。     

制备条件对自由基聚合固载酸性离子液体催化性能的影响

利用改性的巯基硅胶与乙烯基咪唑类酸性离子液体发生自由基聚合反应制备固载酸性离子液体催化剂[（CH2）3SO3HVIm]HSO4/硅胶.考察聚合温度、离子液体单体量和聚合反应时间的变化对所制备催化剂催化性能的影响,并用红外光谱（FT-IR）、热重/差示扫描量热分析（TG/DSC）等对催化剂进行表征.结果表明：聚合温度60℃、每g巯基硅胶载体固载离子液体单体10mmol、聚合反应时间30h时合成的催化剂催化效果最佳.同时,将最佳条件下制备的催化剂应用于一系列羧酸与醇的酯化反应,酯收率大于87%.     

离子液体中果糖脱水制5-羟甲基糠醛

以阳离子相同(1-丁基、3-甲基咪唑、[Bmim] )、阴离子不同(Cl-、Br-、[CF3COO]-、[BF4]-、[H2SO4]-和[H2PO4]-)的6种离子液体为溶剂和催化剂,研究反应时间(15～180 min)、反应温度(80～120℃)和离子液体种类对果糖脱水制5-羟甲基糠醛(5-HMF)过程的影响.结果表明,随着时间延长和温度升高,果糖转化率和5-HNF产率增大,但是长时间和高温会降低反应选择性;L酸性的离子液体比B酸性的有利于催化果糖脱水,Cl-离子的存在可抑制分子间缩聚,提高反应选择性.以[Bmim]Cl离子液体为溶剂和催化剂,在120℃和120min条件下,果糖转化率达94.4%,5-HNF产率为70.8%.     

聚合酸性离子液体的制备及其催化合成丁二酸二甲酯

以1-乙烯基咪唑和1-丙烯咪唑为单体,首先和溴乙酸、3-溴丙酸、5-溴戊酸和三氟甲磺酸一步反应合成酸性离子液体,然后与苯乙烯共聚,合成8种聚合酸性离子液体催化剂。采用红外光谱、热重分析和扫描电镜对其进行表征。首次研究聚合酸性离子液体对丁二酸二甲酯的合成反应的催化活性,并优化了工艺条件。结果表明,聚乙烯咪唑三氟甲磺酸(P[Vim]CF_3SO_3)为最佳催化剂,催化效果和机械强度优于市售大孔酸性树脂,且易于分离,最佳工艺条件为:反应温度87℃,酸醇比为1∶5,催化剂用量为5%(质量分数),反应4 h,丁二酸二甲酯的收率为96.5%,丁二酸二甲酯的选择性100%。重复使用5次,效果没有明显下降。     

聚合酸性离子液体的制备及其催化合成丁二酸二甲酯

以1-乙烯基咪唑和1-丙烯咪唑为单体,首先和溴乙酸、3-溴丙酸、5-溴戊酸和三氟甲磺酸一步反应合成酸性离子液体,然后与苯乙烯共聚,合成8种聚合酸性离子液体催化剂。采用红外光谱、热重分析和扫描电镜对其进行表征。首次研究聚合酸性离子液体对丁二酸二甲酯的合成反应的催化活性,并优化了工艺条件。结果表明,聚乙烯咪唑三氟甲磺酸(P[Vim]CF_3SO_3)为最佳催化剂,催化效果和机械强度优于市售大孔酸性树脂,且易于分离,最佳工艺条件为:反应温度87℃,酸醇比为1∶5,催化剂用量为5%(质量分数),反应4 h,丁二酸二甲酯的收率为96.5%,丁二酸二甲酯的选择性100%。重复使用5次,效果没有明显下降。     

磁性聚合离子液体的制备及其催化合成酯反应研究

通过季铵化法合成一系列咪唑类离子液体并附着在表面硅烷化的Fe₃O₄磁性纳米颗粒上，用于催化季戊四醇/三羟甲基丙烷与油酸的酯化反应制备季戊四醇油酸酯和三羟甲基丙烷油酸酯。FT-IR、BET、XRD、VSM等表征结果表明成功制备了磁性聚合离子液体。确定了合成季戊四醇油酸酯的最佳反应条件为：催化剂质量分数5%、酸醇摩尔比4∶1、反应温度190℃、反应时间7 h,此时磁性聚合离子液体酯化率达到94.43%;合成三羟甲基丙烷油酸酯的最佳反应条件为：催化剂质量分数5%、酸醇摩尔比3.5∶1、反应温度150℃、反应时间7 h,此时磁性聚合离子液体酯化率达到97.60%。在2种不同的酯化反应体系中，磁性聚合离子液体在重复使用多次后依旧保持较高的酯化率。同时对磁性聚合离子液体的2种酯化反应的催化动力学进行了研究，得出活化能Ea₁=26.27 kJ/mol、Ea₂=20.38 kJ/mol。     

咪唑类酸性离子液体催化油酸甲酯化反应

制备了一种甲基咪唑类硫酸氢盐离子液体,并将其用于油酸与甲酯的酯化反应。结果表示,最佳酯化条件是:反应温度90℃,反应时间14h;甲醇:油酸=2.5:1;离子液体用量为油酸的25%,酯化产率可达92%以上。     

磷钨酸铋催化合成油酸甲酯

以磷钨酸铋为催化剂,对油酸和甲醇反应合成油酸甲酯进行了研究,考察了反应时间、催化剂用量、醇酸摩尔比、催化剂重复使用性等因素对油酸甲酯收率的影响.实验结果表明反应的最佳条件为:油酸用量为0.1 mol,醇酸摩尔比为1.4,催化剂磷钨酸铋用量为1.5 g,反应时间为4h,酯收率达93.4％,催化剂重复使用五次催化性能未见明...     

高活性离子液体催化酯化反应的研究

制备了4种吡啶、三乙胺类水溶性离子液体,考察了其催化制备油酸乙酯的活性。结果表明,这4种离子液体催化活性很高,在醇酸摩尔比6∶1,反应温度77℃,反应时间6 h,催化剂用量8%反应条件下,乙基吡啶硫酸氢盐活性最高,酯化转化率可达95.9%;在催化混合脂肪酸的酯化反应中,4种离子液体均表现出较高活性,酯化转化率均高于94%,且离子液体稳定性好,可循环使用。     

酸离子液体催化合成油酸甲酯反应研究

以油酸和甲醇为原料,甲基吡啶类酸离子液体为催化制合成油酸甲酯。讨论催化剂的用最、反应物料比、反应温度等因素对反应的影响。结果表明：反应温度为150℃,反应时间为5h,催化剂用量为n（[MPy]HSO4）：n（油酸）=0.019,醇酸摩尔比为2,油酸的转化枣可达到88.21％。     

Producing Fatty Acid Methyl Esters from Free Fatty Acids with Ionic Liquids as Catalyst

Three Brønsted acidic imidazole dicationic ionic liquids (ILs) with different length of alkyl chains, [C_n(Mim)₂][HSO₄]₂ (n = 3, 6, 12), were prepared and used as catalyst for the esterification reaction of free fatty acids and methanol. Taking oleic acid as model acid, the catalytic performances of the synthesized ILs for the esterification were evaluated. The main physicochemical properties of the ILs, thermal stability, acidity, solubility in common solvents, and causticity on Austenitic stainless steel 316, were examined. [C₃(Mim)₂][HSO₄]₂ demonstrated the highest catalytic activity and enabled to assess the preliminary optimum esterification condition of oleic acid and methanol. Under optimized reaction conditions, the yield of oleic acid methyl ester was up to 95 %. The ILs have great potential as catalysts for producing fatty acid methyl esters from long‐chain free fatty acids.     

Al_2(SO_4)_3/SiO_2催化高酸值生物柴油原料降酸值研究

通过溶胶-凝胶法和浸渍法制备了二氧化硅负载的硫酸铝催化剂,并测试其在油酸与甲醇酯化反应中的活性,进行高酸值生物柴油原料酯化降酸的研究,考察了催化剂的焙烧温度、硫酸铝的负载量、醇酸比、催化剂用量、反应温度、反应时间及重复利用性等因素对油酸转化率的影响。结果表明,二氧化硅负载的硫酸铝催化剂在油酸和甲醇的酯化反应中具有良好的催化性能。在n(甲醇)∶n(油酸)=8,m(20-Al2(SO4)3/SiO2(500))∶m(油酸)=0.075,反应温度65℃和反应时间为180 min的条件下,油酸的转化率达到92.9%。油酸和甲醇在Al2(SO4)3/SiO2固体酸催化剂的酯化反应符合准一级反应动力学方程,表观活化能为41.56 kJ/mol,指前因子为3.52×104min-1。     

生物质固体酸催化剂的制备及表征

利用小麦籽为原料,经碳化—磺化制备生物质固体酸催化剂,并对催化剂进行了表征。以油酸和甲醇为原料制备油酸甲酯,并用油酸甲酯的收率为指标考察制备工艺对催化剂性能的影响。结果表明,最佳工艺条件为:碳化温度440℃、升温速率1℃/min、保温时间60 min,磺化温度90℃、时间2 h,每克固体硫酸用量15 mL。     

固体碱催化黄连木籽油制备生物柴油

制备了K2CO3/Mg(A l)O固体碱催化剂,适宜制备条件为:K2CO3负载量30%、在700℃下焙烧4 h。用比表面积测定仪、X射线衍射仪、红外光谱仪对其进行了表征。以黄连木籽油为原料,开展了酯交换法制备生物柴油的研究,考察了主要影响因素:醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度对酯交换反应的影响,得到的酯交换反应适宜条件为:以黄连木籽油0.01 mol计,醇油摩尔比12∶1、催化剂用量为黄连木籽油质量的4.0%、反应时间2.5 h、反应温度68℃。在该条件下生物柴油的收率可达99%以上。催化剂经4次循环使用,生物柴油收率仍可保持在96%以上。用FTIR1、HNMR对所制备的产品进行了表征,证明产品中含有饱和脂肪酸甲酯和不饱和脂肪酸甲酯。     

离子液体［Hnhm］H2PO4 催化合成油酸甲酯

合成并表征了离子液体［Hnhm］H₂PO₄ ,同时考察了该离子液体的溶解性及吸水性。以油酸甲酯的合成为探针反应,考察合成的离子液体对反应的催化活性。结果表明,在［Hnhm］H₂PO₄ 加入量为油酸质量的8%、n(甲醇)∶n(油酸)=3.5∶l、反应温度90 ℃和反应时间9 h条件下,油酸酯化率达63%以上,且［Hnhm］H₂PO₄离子液体与原料及产物的分离容易实现。     

介孔分子筛K2O/SBA-15催化酯化反应的研究

以介孔分子筛SBA-15为载体,负载KNO3后经过煅烧,制得K2O/SBA-15固体碱催化剂.通过XRD和BET对样品进行了测试分析,并对K2O/SBA-15催化合成油酸甲酯的酯化反应进行了研究.试验结果表明:当K2O负载量为2%,n(醇)∶n(酸)2∶1,反应温度180℃,反应时间4 h,催化剂用量为原料质量的5.0...     

含磺酸基介孔分子筛SBA-15-SO3H催化合成油酸乙酯

采用水热法直接合成含磺酸基的介孔分子筛SBA-15-SO₃H。以油酸和乙醇为原料催化合成油酸乙酯，进行了不同催化剂的对比实验以及催化剂组成、反应温度、酸醇物质的量比和催化剂用量等反应条件的考察。得到最佳反应条件：温度130 ℃，n(酸)∶n(醇)=1∶2.5，反应时间4 h，催化剂质量分数为10%。