Brnsted-Lewis双酸型离子液体催化制备生物柴油

制备并表征了Brnsted-Lewis双酸型离子液体(3-磺酸)丙基三乙基铵氯锌酸盐[HO3S-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2(ZnCl2摩尔分数x=0.67),并用于催化大豆油和甲醇的酯交换反应制备生物柴油。结果表明:该离子液体具有Brnsted和Lewis双重酸型活性位,且两者间兼有的协同催化效应可显著提高其催化性能;在n(大豆油)∶n(甲醇)=1∶8、m(大豆油)∶m(离子液体)=20∶3,140℃下反应6h时,生物柴油的收率为95.7%。另外,该催化剂回收重复利用5次后,生物柴油的收率没有明显降低,具有较好的重复使用性能。     

负载离子液体的多孔催化材料的制备

合成一系列溴化咪唑类离子液体,用溶胶-凝胶法负载在硅胶上,制备出几种硅胶负载离子液体催化剂[Cnmim]Br/silica gel。考察了负载过程中,离子液体种类、盐酸用量和[Cnmim]Br与Teos物质的量的比对负载量的影响。把不同方法制得的[Cnmim]Br/silica gel用丙酮在提取器中抽提,考察它们的负载牢度。IR光谱表征结果表明,离子液体已负载于硅胶上。适宜的合成条件:选用[Emim]Br进行负载,盐酸用量15 mL,n(Teos)∶n([Emim]Br)为72∶1。用[Emim]Br/silica gel催化酯化反应,酯化率为29.4%。重复使用4次仍然有催化活性。     

负载离子液体的多孔催化材料的制备

合成一系列溴化咪唑类离子液体,用溶胶-凝胶法负载在硅胶上,制备出几种硅胶负载离子液体催化剂[Cnmim]Br/silica gel。考察了负载过程中,离子液体种类、盐酸用量和[Cnmim]Br与Teos物质的量的比对负载量的影响。把不同方法制得的[Cnmim]Br/silica gel用丙酮在提取器中抽提,考察它们的负载牢度。IR光谱表征结果表明,离子液体已负载于硅胶上。适宜的合成条件:选用[Emim]Br进行负载,盐酸用量15 mL,n(Teos)∶n([Emim]Br)为72∶1。用[Emim]Br/silica gel催化酯化反应,酯化率为29.4%。重复使用4次仍然有催化活性。     

酸性离子液体催化合成马来酸二异辛酯

以马来酸酐和异辛醇为原料,研究了酸性离子液体催化剂催化合成马来酸二异辛酯的反应,考察了离子液体种类、酐醇摩尔比、离子液体用量、反应时间等对反应的影响。得到较佳工艺条件:以酸功能化离子液体[HSO3-pPy]HSO4为催化剂,n(马来酸酐)∶n(异辛醇)=1∶2.2,马来酸酐0.1 mol,催化剂用量2.3 g,反应时间2.0 h。在该条件下,马来酸酐酯化率达98.8%。反应结束后离子液体通过简单倾析即可与反应液分离,分离后的离子液体未经任何处理可重复使用6次,酯化率没有明显降低(>98.4%),具有较好的重复使用性能。     

清洁催化氧化合成己二酸

研究了一种绿色合成己二酸的方法。在无其他有机溶剂的条件下,以30%的过氧化氢为氧源,磷钨酸为催化剂,在不同离子液体[Bmim]Br、[Hmim]Br、[Hmim]HSO4和[Bmim]CF3COO中将环己烯氧化制备己二酸。结果表明,离子液体对磷钨酸的催化反应有促进作用。其中[Hmim]HSO4和[Bmim]CF3COO这两种离子液体的促进作用比较明显。得出的最佳反应条件是:反应温度为80℃,反应时间为10 h,n(磷钨酸)∶n([Hmim]HSO4)∶n(环己烯)∶n(H2O2)=1∶3∶400∶1 760时,己二酸产率为63.77%。反应结束后,将含有催化剂的离子液体相浓缩至一定浓度,催化剂可重复使用3次。     

清洁催化氧化合成己二酸

研究了一种绿色合成己二酸的方法。在无其他有机溶剂的条件下,以30%的过氧化氢为氧源,磷钨酸为催化剂,在不同离子液体[Bmim]Br、[Hmim]Br、[Hmim]HSO4和[Bmim]CF3COO中将环己烯氧化制备己二酸。结果表明,离子液体对磷钨酸的催化反应有促进作用。其中[Hmim]HSO4和[Bmim]CF3COO这两种离子液体的促进作用比较明显。得出的最佳反应条件是:反应温度为80℃,反应时间为10 h,n(磷钨酸)∶n([Hmim]HSO4)∶n(环己烯)∶n(H2O2)=1∶3∶400∶1 760时,己二酸产率为63.77%。反应结束后,将含有催化剂的离子液体相浓缩至一定浓度,催化剂可重复使用3次。     

离子液体磷钨酸盐合成及在酯化反应中的应用

以酸性离子液体和磷钨酸反应制成离子液体磷钨杂多酸盐,并以它作为催化剂研究了乙醇和乙酸酯化生成乙酸乙酯的反应,考察了反应时间、反应温度、催化剂的物质的量及酸醇物质的量比等因素对此反应的影响。实验结果表明,在60℃,4h,n（催化剂）/n（乙酸）/n（乙醇）=1：30：150的条件下,乙酸的收率为94%,乙酸乙酯的选择性为100%。反应结束后,产物和催化剂分层,通过简单的过滤即可分离。催化剂经真空干燥脱水后可重复使用4次,活性变化不大。     

咪唑类离子液体催化合成乙酸乙酯的研究

以吡啶分子为探针,使用红外光谱法测定了不同阴离子型的咪唑类离子液体的酸性.并以此类离子液体为催化剂研究了乙醇和乙酸酯化生成乙酸乙酯的反应.结果表明,n(乙酸)∶n(乙醇)∶n([OMIm]HSO4)=1∶1.5∶0.2条件下,60℃,反应4 h,乙酸的转化率为84.3%,乙酸乙酯的收率为84.2%,[OMIm]HSO4离子液体经真空干燥后重复使用3次,催化活性保持不变.     

酸性离子液体催化合成乙二醇硬脂酸酯

以硬脂酸和乙二醇为原料,酸性离子液体为催化剂,制备了乙二醇硬脂酸酯。结果表明,离子液体催化活性很高,在醇酸摩尔比1 1,反应温度120℃,反应时间3h的条件下,酯化转化率可达91.65%,且离子液体稳定,可循环使用。     

离子液体催化合成氯代脂肪醇聚氧乙烯醚的研究

卤代脂肪醇聚氧乙烯醚是合成脂肪醇聚氧乙烯醚阳离子表面活性剂的中间体,其合成工艺研究对于开发多功能脂肪醇聚氧乙烯醚阳离子表面活性剂至关重要。传统的卤代反应多使用易挥发性有机溶剂, 对环境污染大。目前的催化剂又存在反应时间长且副产物多等缺点。随着绿色清洁技术在工业和学术界得到广泛的关注,寻找更加绿色的溶剂和高效的催化剂成为焦点。本工作以脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO3）和亚硫酰氯（SOCl2）为原料,以离子液体1-辛基-3甲基咪唑溴盐（[OMIM]Br）为催化剂和溶剂,合成了氯代脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO3-Cl）。研究了反应温度、反应时间、亚硫酰氯用量和离子液体用量对脂肪醇聚氧乙烯醚转化率的影响,并用红外光谱（FTIR）和核磁共振氢谱（1HNMR）对产物结构进行了表征。研究结果表明,当AEO3：SOCl2: [OMIM]Br=1:1.3:1（物质的量比）,反应温度为25 ℃,反应时间为30 min时,脂肪醇聚氧乙烯醚转化率达到99%。以正己烷为萃取剂,产物能够从反应混合液中萃取出来。该离子液体可以重复使用6次,转化率无明显降低,说明其具有较好的重复使用性能。此外,我们推测离子液体1-辛基-3甲基咪唑溴盐咪唑环上C2位质子与脂肪醇聚氧乙烯醚的羟基氧形成氢键,降低了反应能垒,使反应具有良好的反应速率和选择性。因此,离子液体对该卤代反应具有很好的催化活性,且离子液体不易挥发,具有环保,无毒性等优点。     

离子液体中苯与己烯的烷基化反应

以离子液体为催化剂，考察了不同的离子液体、原料中水含量、苯和己烯之比、一定量质子酸对苯和己烯烷基化反应的影响。实验表明，离子液体的催化活性与其酸强度密切相关，只有在酸性条件下，离子液体对烷基化反应才有催化活性。酸性离子液体具有很高的催化活性和很好的烷基苯选择性，并且可以循环使用，活性基本没有降低。在优化的反应条件下，可以得到较高水平的己烯转化率，并且烷基苯的选择性很高。     

1-烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐催化油酸甲酯的研究

为寻找高活性催化剂,制备了5种甲基咪唑类硫酸氢盐离子液体（[CnMIm]HSO4,n=0,2,4,6,8）,测定了其酸性强度,研究了其酯化催化性能。结果表明：在这5种离子液体中,1-己基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[C6MIm]HSO4）催化酯化反应效果最佳,其反应条件是：反应时间14h,反应温度为90℃,n（甲醇）;n（油酸）=2．5：1,催化剂用量为酸重的8％,油酸甲酯的产率可达91％以上．产物易于纯化,离子液体重复使用了6次仍显示出良好的催化效果．在温和．的实验条件下,[C6MIm]HSO4对油酸的酯化反应显示出良好的催化活性．     

谷氨酸阳离子型离子液体催化合成乙酸正丁酯

利用微波法分别一步合成谷氨酸氟硼酸离子液体和谷氨酸对甲苯磺酸离子液体,并应用到乙酸正丁酯酯化反应中。通过一系列平行反应研究了催化剂种类、催化剂质量、反应时间对酯化反应的影响。实验结果表明,以乙酸、正丁醇为原料,谷氨酸对甲苯磺酸离子液体催化效果最好,可替代硫酸、对甲苯磺酸等强酸。最佳反应条件为：醇酸物质的量的比为1∶1,催化剂质量为醋酸质量的1.3％,反应时间为45 m in ,酯化率可达到78.51％。     

硫酸镍催化合成乙酸丁酯

以硫酸镍为催化剂合成乙酸丁酯,考察了催化荆用量、醇酸物质的量比、反应时间及催化剂重复使用次数等因素对酯化率的影响。结果表明硫酸镍具有催化活性高,易分离回收,重复使用性良好,无废液排放等优点;在最佳反应条件下,酯化率为94.8％。     

杂多酸型离子液体的合成及在酯化反应中的应用

用已制备的一种离子液体IL1进行离子交换,合成了一种杂多酸型离子液体IL2,通过核磁共振波谱,红外光谱以及热重分析技术对结构进行了表征。其中NMR对IL2结构上的碳氢进行了确定,IR表征了keggin结构,TG曲线表明具有良好的热稳定性。最后,将其应用于乙酸和乙醇的酯化反应。通过对反应时间、温度、酸醇物质的量比、催化剂用量的考察,结果表明,70℃下,反应5h,酸醇物质的量比为1∶5,催化剂和酸物质的量比为1∶300时,反应效率可达到92.31%。     

生物油模化物催化酯化的实验研究

采用生物质活性炭固载,用甲苯磺酸作催化剂,对生物质热解油的模化物乙酸和乙醇进行催化酯化反应。考察醇酸摩尔比、催化剂用量和反应时间对酯化反应的影响,确定最佳反应条件：固定乙酸用量为0．2mol,反应液微沸时,当醇酸摩尔比为2．8：1,催化剂用量1．0g,反应时间2h,乙酸酯化率接近87％时,且最佳条件下的实验重复性良好,催化剂可重复使用,也可用于生物油的催化酯化反应。     

己二酸二甲酯合成工艺研究

以SXC-9大孔强酸催化树脂为催化剂、以己二酸和甲醇为原料,采用催化酯化工艺,合成了己二酸二甲酯。实验研究了反应温度、醇酸摩尔比、催化剂用量、带水剂用量和反应时间等对酯化反应的影响,确定了合成己二酸二甲酯的优化反应条件:以0.1mol己二酸为基准,反应温度90℃、醇酸摩尔比为4∶1,催化剂用量为己二酸质量的25%,带水剂用量为10 ml,反应时间为4 h,酯化率可达到99.41%。     

NaHSO_4·SiO_2催化制备生物柴油的研究

以NaHSO4·H2O、正硅酸乙酯和异丙醇为原料,经溶胶—凝胶法制备固体酸催化剂（NaHSO4·SiO2）,进行了利用此催化剂催化油酸与甲醇的酯化反应制备生物柴油的实验,研究了催化剂焙烧温度、NaHSO4负载量、反应时间、催化剂质量分数、甲醇与油酸物质的量比等对油酸转化率的影响。实验结果表明：固体酸催化剂NaHSO4·SiO2在油酸与甲醇的酯化反应中具有很高的催化活性,当催化剂焙烧温度为200℃、NaHSO4负载量为15%、n（甲醇）∶n（油酸）=10∶1、催化剂质量占油酸质量的10%、反应时间5h时,酯化反应转化率可达95.19%。