在生物柴油制備領(lǐng)域,均相催化劑催化酯化反應存在環(huán)境污染、回收難等問題,而非均相催化劑存在催化效率低、易失活等問題。本文設計環(huán)境友好的離子液體催化活性中心,通過鍵合法及聚合法成功制備出兩類能夠高效催化棕櫚酸甲酯化的固定化離子液體。本文選擇碳酸二甲酯作為脂肪酸酯分析的內(nèi)標物,以氣相色譜內(nèi)標法為脂肪酸酯的分析方法,在此基礎上,確定了酯化及酯交換反應產(chǎn)率的計算公式。為了篩選出較為高效的離子液體用于固定化,制備了稀基及磺酸基功能化離子液體1-（3-磺酸基）丙基-3-烯丙基咪唑硫酸氫鹽、三氟甲磺酸鹽及磷鎢酸二氫鹽離子液體,并對離子液體的結(jié)構(gòu)進行了表征。將合成的三種離子液體應用于棕櫚油轉(zhuǎn)酯化反應,1-（3-磺酸基）丙基-3-烯丙基咪唑硫酸氫鹽催化轉(zhuǎn)酯化反應活性最高,在環(huán)境溫度100oC、醇油摩爾比為9、催化劑用量為10%wt的條件下反應8 h生物柴油產(chǎn)率為92.9%。本文考察了三種離子液體催化棕櫚酸甲酯化反應活性,實驗表明所合成的離子液體能夠高效催化酯化反應,酯化產(chǎn)率均可達98%以上。采用鍵合法將三種離子液體固定于巰基改性的SBA-15上,優(yōu)化了載體改性及固定化條件,并通過SEM、FTIR、NMR及... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

生物柴油-碳酸二甲酯標準曲線

程序升溫設置：初溫 80 oC，維持 5 min，30 oC /min 升至 220 oC，維持 10 min；分流比：30:1；進樣量：0.2 μL。此分析條件下的不同質(zhì)量配比對應的峰面積比如圖2-2所示。其中MP（methylpalmitate）代表棕櫚酸甲酯，DMC（dimethyl carbonate）代表碳酸二甲酯。根據(jù)所得數(shù)據(jù)，繪制出標準曲線如圖 2-2。圖 2-2 棕櫚酸甲酯-碳酸二甲酯標準曲線Fig.2-2 Standard curve of methyl palmitate and dimethyl carbonate對實驗點進行線性擬合得到公式(2-7)。0.1166 0.3765MP MPDMC DMCm Am A (2-7)其中， mMP為待測樣品中棕櫚酸甲酯的質(zhì)量，g；ADMC為碳酸二甲酯的峰面積，m2；AMP為棕櫚酸甲酯的峰面積，m2。此線性擬合的決定系數(shù)（R2）為 0.9976，基本可以保證數(shù)據(jù)測定的準確性。通過公式(2-7)

第 3 章 離子液體催化棕櫚油酯交換反應慢滴加等摩爾量的硫酸，80 oC 下攪拌 24 h，所得黃色粘稠液體用乙醚洗滌 3-5次，80 oC 真空干燥 6 h，得到離子液體 1-(3-磺酸基)丙基-3-烯丙基咪唑硫酸氫鹽，記為 IL-1。同理，離子液體制備中第二步所使用的酸為三氟甲磺酸時在相同的反應條件下可以得到離子液體 1-(3-磺酸基)丙基-3-烯丙基咪唑三氟甲磺酸鹽，記為 IL-2；同理，離子液體制備中第二步所使用的酸為磷鎢酸時，以水為溶劑進行反應。反應完畢后在 80 oC 下真空干燥 12 h 除水得到淡銀色固體。所得固體經(jīng)乙腈及乙醚各洗滌 2 次后于 80 oC 真空干燥 6 h，得到固態(tài) 離子液體 1-(3-磺酸基)丙基-3-烯丙基咪唑磷鎢酸二氫鹽，記為 IL-3。IL-1 的制備過程與 IL-1、IL-2 及 IL-3 結(jié)構(gòu)式如圖 3-1 與圖 3-2 所示

【參考文獻】：
期刊論文
[1]負載型離子液體在等離子體甲烷轉(zhuǎn)化中的應用[J]. 魏莉,陳梅,馬英沖,李曉良,王少君.  化工進展. 2010(S1)
[2]固定化Brnsted酸性離子液體催化酯化反應[J]. 魏作君,李艷,李斐瑾,陳傳杰,劉迎新,任其龍.  化工學報. 2009(06)
[3]低酸一步法催化麻瘋果油制備生物柴油[J]. 欒建美,郭善輝,蔣蘊珍.  糧油食品科技. 2009(01)
[4]固體酸催化酯交換制備生物柴油的研究進展[J]. 苑麗,高文藝,張曉麗,任立國.  化學與生物工程. 2008(03)
[5]固載化離子液體制備方法的研究進展[J]. 張雪紅,張云宵,楊曉輝,劉慧敏,徐彬.  化工時刊. 2008(02)
[6]硅膠固載離子液體催化劑的制備及在酯化反應中的應用[J]. 蔡源,黃德英,萬輝,管國鋒.  精細化工. 2007(12)
[7]堿催化酯交換法制備生物柴油的研究[J]. 陳文,王存文,張圣利.  化學與生物工程. 2007(01)
[8]B酸離子液體催化棉籽油酯交換制備生物柴油[J]. 吳芹,陳和,韓明漢,王金福,金涌.  石油化工. 2006(06)
[9]固體超強堿氧化鈣催化制備生物柴油及其精制工藝[J]. 朱華平,吳宗斌,陳元雄,張萍,段世杰,劉曉華,毛宗強.  催化學報. 2006(05)
[10]國外生物柴油產(chǎn)業(yè)與應用狀況[J]. 周良虹,黃亞晶.  可再生能源. 2005(04)



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