固定化离子液体高效催化废弃食用油合成生物柴油

采用溶胶?凝胶技术和浸渍法制备了固定化1-(4-丁基磺酸)-3-甲基咪唑硫酸氢盐([(n-Bu-SO3H)MIm][HSO4])离子液体(IL),得到了一种适用于游离脂肪酸和甲醇酯化反应的不溶性IL催化体系,对合成的催化剂进行了表征,并对其活性进行了系统评价. 结果表明,离子液体成功负载于载体上,该固定化Br?nsted性离子液体在油酸和甲醇酯化反应中具有非常好的催化活性,在最佳反应条件下,油酸的转化率高达98.4%. 该催化剂用于催化高游离脂肪酸含量的废弃食用油酯化时,经后续碱催化酯交换反应,可获得收率高达94.7%的生物柴油.     

固定化离子液体高效催化废弃食用油合成生物柴油（英文）

采用溶胶-凝胶技术和浸渍法制备了固定化1-(4-丁基磺酸)-3-甲基咪唑硫酸氢盐([(n-Bu-SO_3H)MIm][HSO_4])离子液体(IL),得到了一种适用于游离脂肪酸和甲醇酯化反应的不溶性IL催化体系,对合成的催化剂进行了表征,并对其活性进行了系统评价.结果表明,离子液体成功负载于载体上,该固定化Br?nsted性离子液体在油酸和甲醇酯化反应中具有非常好的催化活性,在最佳反应条件下,油酸的转化率高达98.4%.该催化剂用于催化高游离脂肪酸含量的废弃食用油酯化时,经后续碱催化酯交换反应,可获得收率高达94.7%的生物柴油.     

氯铝酸盐离子液体催化转移烷基化反应研究

制备了阳离子分别为盐酸三乙胺、1-甲基-3-丁基咪唑和N-丁基吡啶的三种氯铝酸盐离子液体,并通过27AlNMR和吡啶及乙腈吸附的红外光谱等手段对其结构和酸性进行了表征,比较了上述三种离子液体催化2-甲基萘与1,2,4,5-四甲苯转移烷基化的反应性能。结果表明,阳离子结构不同的三种离子液体具有不同的催化性能,Et3NHCl-2AlCl3离子液体具有最高的催化反应活性和较高的2,6-二甲基萘选择性,在20℃下反应8h,2-甲基萘的转化率和2,6-二甲基萘选择性分别为36.8%和62.3%。     

生物柴油新型抗氧化剂的制备及动力学分析

以没食子酸和异丙醇为原料,吡啶硫酸氢盐离子液体为催化剂制备新型生物柴油抗氧化剂没食子酸异丙酯,通过单因素试验得到没食子酸与异丙醇催化酯化反应的最佳反应条件：反应温度85℃,反应时间4 h,醇酸物质的量比35:1,催化剂用量12%,该条件下酯化反应的转化率为89.1%。在此基础上对该催化酯化反应进行动力学分析,得出反应的表观活化能（E_a）为60.942 kJ/mol,频率因子（A）为7 060 313.404。在地沟油生物柴油中添加0.05%没食子酸异丙酯后,其氧化稳定性明显提升,诱导期从0.61 h增至6.34 h,已达到我国生物柴油国家标准（诱导期6 h）,表明没食子酸异丙酯是一种抗氧化效果很好的新型生物柴油抗氧化剂。     

固定化Br(ō)nsted酸性离子液体催化酯化反应

设计合成了1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑硫酸氢盐([( n -Bu-SO3H)MIm][HSO4])、1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑对甲苯磺酸盐([( n -Bu-SO3H)MIm][ p -CH3C6H4SO3])和硫酸三乙胺([Et3NH][HSO4])3种Brōnsted酸性离子液体,考察了其催化正己酸与乙醇酯化反应的活性,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法将活性最佳的离子液体[( n -Bu-SO3H)MIm][HSO4]固定在硅胶上,对固定化离子液体催化正己酸与乙醇酯化反应的性能及重复使用性能进行了比较,并采用 1H NMR、元素分析和FTIR等方法对其进行了表征.研究结果表明:采用浸渍法A、浸渍法B和溶胶-凝胶法固定的离子液体的负载量(质量分数)分别为15.5 %、20.5 %和40.5 %,催化正己酸与乙醇酯化反应所得正己酸乙酯的产率分别为75.3%、92.6%和92.6%.但浸渍法制备的固定化离子液体不稳定,重复使用4次(浸渍法A)和8次(浸渍法B)后离子液体负载量分别下降到3.0 %和7.0 %,正己酸乙酯产率分别降为24.2%和64.5%;而采用溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体重复使用10次后,离子液体的负载量为39.0%,流失很少,正己酸乙酯产率依然高达92.7%.将溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体进一步应用于其他脂肪酸与乙醇的酯化反应,乙酯产率均在90.0%左右,表明采用溶胶-凝胶法是制备固定化离子液体催化剂的有效方法.     

功能化离子液体催化合成甘油单月桂酸酯

合成了由吡啶、N-甲基咪唑、N-甲基-2-吡咯烷酮提供有机阳离子, 磷钨酸、对甲苯磺酸提供阴离子的6种离子液体。使用NMR、FT-IR和TG对离子液体表征, 并考察它们催化甘油与月桂酸酯化的催化效果。结果表明, 这些离子液体都具有较好的热稳定性, 以1-(丁基-4-磺酸基)-3-甲基咪唑磷钨酸盐离子液体的热稳定性最好。在最佳条件使用离子液体催化甘油与月桂酸反应时, 阴离子的种类对月桂酸的转化率影响较大, 以对甲苯磺酸为阴离子的离子液体催化反应时, 月桂酸转化率较以磷钨酸为阴离子的离子液体的高;1-(丁基-4-磺酸基)-3-甲基咪唑对甲苯磺酸盐离子液体做催化剂时甘油单月桂酸酯的产率最高。催化剂重复使用性方面, 离子液体重复使用5次催化活性没有明显变化。     

固定化Brnsted酸性离子液体催化酯化反应

设计合成了1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑硫酸氢盐([(n-Bu-SO3H)MI m][HSO4])、1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑对甲苯磺酸盐([(n-Bu-SO3H)MI m][p-CH3C6H4SO3])和硫酸三乙胺([Et3NH][HSO4])3种Brnsted酸性离子液体,考察了其催化正己酸与乙醇酯化反应的活性,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法将活性最佳的离子液体[(n-Bu-SO3H)MI m][HSO4]固定在硅胶上,对固定化离子液体催化正己酸与乙醇酯化反应的性能及重复使用性能进行了比较,并采用1H NMR、元素分析和FTIR等方法对其进行了表征。研究结果表明:采用浸渍法A、浸渍法B和溶胶-凝胶法固定的离子液体的负载量(质量分数)分别为15.5%、20.5%和40.5%,催化正己酸与乙醇酯化反应所得正己酸乙酯的产率分别为75.3%、92.6%和92.6%。但浸渍法制备的固定化离子液体不稳定,重复使用4次(浸渍法A)和8次(浸渍法B)后离子液体负载量分别下降到3.0%和7.0%,正己酸乙酯产率分别降为24.2%和64.5%;而采用溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体重复使用10次后,离子液体的负载量为39.0%,...     

固定化Bronsted酸性离子液体催化酯化反应

设计合成了1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑硫酸氢盐（［（n-Bu-SO₃H）MIm］［HSO₄］）、1-甲基-3-丁烷磺酸咪唑对甲苯磺酸盐（［（n-Bu-SO₃H）MIm］［p-CH₃C₆H₄SO₃］）和硫酸三乙胺（［Et₃NH］［HSO₄］）3种Bronsted酸性离子液体,考察了其催化正己酸与乙醇酯化反应的活性,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法将活性最佳的离子液体［（n-Bu-SO₃H）MIm］［HSO₄］固定在硅胶上,对固定化离子液体催化正己酸与乙醇酯化反应的性能及重复使用性能进行了比较,并采用¹H NMR、元素分析和FTIR等方法对其进行了表征。研究结果表明：采用浸渍法A、浸渍法B和溶胶-凝胶法固定的离子液体的负载量（质量分数）分别为15.5 %、20.5 %和40.5 %,催化正己酸与乙醇酯化反应所得正己酸乙酯的产率分别为75.3%、92.6%和92.6%。但浸渍法制备的固定化离子液体不稳定,重复使用4次（浸渍法A）和8次（浸渍法B）后离子液体负载量分别下降到3.0 %和7.0 %,正己酸乙酯产率分别降为24.2%和64.5%;而采用溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体重复使用10次后,离子液体的负载量为39.0%,流失很少,正己酸乙酯产率依然高达92.7%。将溶胶-凝胶法制备的固定化离子液体进一步应用于其他脂肪酸与乙醇的酯化反应,乙酯产率均在90.0%左右,表明采用溶胶-凝胶法是制备固定化离子液体催化剂的有效方法。     

三乙胺离子液体用于催化衣康酸酯化反应研究

制备了多种Brφnsted酸性离子液体,分别将其作为催化剂用于衣康酸酯化反应,考察其催化性能与结构的关系.筛选对比表明三乙胺类离子液体具有较好的催化性能及重复使用性,由FT-IR、NMR对其进行了表征测定.以离子液体[HSO3-pTEA]pTSA为催化剂合成衣康酸二正丁酯,在重复使用7次后催化所得酸转化率为96.5%.优化工艺条件下得酸转化率为98.8%,酯收率为96.7%;以离子液体[HSO3-pTEA]HSO4为催化剂合成衣康酸二异辛酯,在重复使用7次后催化所得酸转化率为95.2%.优化工艺条件下得酸转化率为98.7%,酯收率为96.3%.     

Brφnsted酸性功能化双核离子液体制备及催化合成醋酸丁酯研究

采用两步法制备了功能化Brφnsted酸性双核咪唑离子液体催化剂,并用1H-NMR、FT-IR对催化剂的结构进行了表征,系统考察了其在醋酸与丁酯催化酯化高选择性地合成醋酸丁酯反应中的催化性能。结果表明,功能化Brφnsted酸性双核咪唑离子液体具有很好的催化活性,其催化活性与阴离子的种类有关,其中双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双硫酸氢盐(MTEIMHS)的催化活性最好,在最佳催化剂用量为1.6%(wt),反应在90℃的温度下反应4 h,醋酸转化率可达到82%,且选择性接近99.9%。由此可见MTEIMHS双核离子液体有望成为一种有潜力的酯化催化剂。     

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。     

Production of biodiesel by esterification of natural fatty acids over modified organoclay catalysts

Biodiesel has been produced by esterification of natural fatty acids with methanol in the presence of a modified bentonite with 1-benzyl-1H-benzimidazole-based Brønsted acidic ionic liquids as catalysts. The effect of reaction temperature, type and amount of catalyst, molar ratio and reaction time was investigated. The results showed that MB3B (bentonite modified with 3,3′-(butane-1,6-diyl)bis(6-sulfo-1-(4-sulfobenzyl)-1H-benzimidazolium) hydrogensulfate) has the highest catalytic activity and best recyclability under the optimized reaction conditions. Thus, this modified bentonite is able to catalyze the esterification of oleic acid to its methyl ester in 6 h with yields of more than 92%. The catalytic activity of MB3B for the esterification of natural other fatty acids and alcohols has also been studied.     

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.     

油酸异丁酯的合成及其对生物柴油降凝效果研究

油酸与异丁醇在离子液体催化剂的作用下发生酯化反应制备油酸异丁酯。研究了催化剂用量、醇酸配比、反应时间、反应温度等对酯化反应转化率的影响,并通过测定凝固点、冷滤点、粘度来考察脂肪酸异丁酯对生物柴油的降凝效果。结果表明,当催化剂用量为2%,醇酸体积比2∶1(摩尔比6.8∶1),反应温度100℃,反应时间3 h,转化率达到95.6%。降凝实验结果表明,把一定量的脂肪酸异丁酯添加到生物柴油中可有效地降低生物柴油的凝固点、冷滤点,改善其低温流动性能。     

强酸性可聚合离子液体的合成及其催化酯化性能

采用两步法合成了3种不同阳离子侧链长度(烯丙基和乙烯基)及不同阴离子种类(硫酸根和三氟甲基磺酸)的可聚合酸性离子液体,对其进行了表征. 结果表明,3种离子液体符合理论设计结构特点,且分解温度都在200℃以上;离子液体的催化活性不仅与其阴离子结构有关,还与其侧链长度有关. 将1-磺酸丁基-3-乙烯基咪唑硫酸氢盐聚合固载到改性凹凸棒土表面,在反应温度65℃、甲醇与油酸摩尔比6:1、固载催化剂用量0.7 g [固载率为36%(w)]的条件下,反应5 h后油酸甲酯产率可达58%,重复4次后酯化产率仍达33%以上,且催化剂易分离回收.     

高活性Br(o)nsted离子液体催化酯化反应

制备了两种基于4-二甲氨基吡啶(DMAP)的、对水和空气稳定的、带-SO3H官能团的Br(o)nsted酸离子液体,它们具有高的催化活性、很好的稳定性、可以循环使用、对环境友好,用于催化十三烷二酸与醇反应制备一系列二元酸酯,收率达到80%,二元酸酯选择性达到100%,且催化剂易与产物二元酸酯分离.     

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％。     

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。     

单核及双核叔铵盐离子液体的合成及用于柠檬酸三丁酯的制备

合成了具有Bronsted酸性的单核叔铵盐离子液体1-(丙酸基)高哌啶硫酸氢盐[HMILS]HSO4和双核叔铵盐离子液体双-(1-高哌啶)亚丁基双硫酸氢盐HMIBL[HSO4]2,用红外、核磁、元素分析及热分析等方法对合成的产物进行表征。把合成的单核及双核酸性离子液体作为催化剂用于催化柠檬酸和正丁醇的酯化反应,考察其催化活性。结果表明,离子液体的催化活性与其酸强度呈相关性,其中双核离子液体HMIBL[HSO4]2具有较强的酸性和较高的催化活性,当反应条件为n(正丁醇)∶n(柠檬酸)∶n(HMIBL[HSO4]2)=5∶1∶0.05、120℃、反应时间3h,柠檬酸的转化率和柠檬酸三丁酯的选择性分别为98.91%和99.53%,反应后的酸性离子液体可以回收,稳定性好,重复使用10次后仍有较高的催化活性。     

SO4^2-/TiO2-Al2O3催化合成新戊二醇椰子油酸酯

以SO4^2-/TiO2-Al2O3固体超强酸为催化剂,进行新戊二醇和椰子油酸的酯化反应,合成了新戊二醇椰子油酸酯,考察了酸醇摩尔比、催化剂用量、反应温度、反应时间等条件对酯化反应的影响。结果表明,较优的合成条件为：n（椰子油酸）∶n（新戊二醇）=1.95∶1,催化剂用量为总反应物质量的0.040%,200℃下回流反应7 h。在此条件下,SO4^2-/TiO2-Al2O3固体超强酸有较高的催化活性,酯化率达97.0%,且催化剂重复使用5次仍保持较高活性。