在生物柴油制備領(lǐng)域,均相催化劑催化酯化反應(yīng)存在環(huán)境污染、回收難等問(wèn)題,而非均相催化劑存在催化效率低、易失活等問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)環(huán)境友好的離子液體催化活性中心,通過(guò)鍵合法及聚合法成功制備出兩類(lèi)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(biāo)物,以氣相色譜內(nèi)標(biāo)法為脂肪酸酯的分析方法,在此基礎(chǔ)上,確定了酯化及酯交換反應(yīng)產(chǎn)率的計(jì)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(duì)離子液體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。將合成的三種離子液體應(yīng)用于棕櫚油轉(zhuǎn)酯化反應(yīng),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(yīng)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(yīng)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(yīng)活性,實(shí)驗(yàn)表明所合成的離子液體能夠高效催化酯化反應(yīng),酯化產(chǎn)率均可達(dá)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(guò)SEM、FTIR、NMR及... 

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生物柴油-碳酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)曲線

程序升溫設(shè)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(jìn)樣量：0.2 μL。此分析條件下的不同質(zhì)量配比對(duì)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)曲線如圖 2-2。圖 2-2 棕櫚酸甲酯-碳酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2-2 Standard curve of methyl palmitate and dimethyl carbonate對(duì)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)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(cè)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(cè)定的準(zhǔn)確性。通過(guò)公式(2-7)

第 3 章 離子液體催化棕櫚油酯交換反應(yīng)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(shí)在相同的反應(yīng)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(shí)，以水為溶劑進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)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(guò)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(xiàn)】：
期刊論文
[1]負(fù)載型離子液體在等離子體甲烷轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用[J]. 魏莉,陳梅,馬英沖,李曉良,王少君.  化工進(jìn)展. 2010(S1)
[2]固定化Brnsted酸性離子液體催化酯化反應(yīng)[J]. 魏作君,李艷,李斐瑾,陳傳杰,劉迎新,任其龍.  化工學(xué)報(bào). 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(yùn)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(jìn)展[J]. 苑麗,高文藝,張曉麗,任立國(guó).  化學(xué)與生物工程. 2008(03)
[5]固載化離子液體制備方法的研究進(jìn)展[J]. 張雪紅,張?jiān)葡?楊曉輝,劉慧敏,徐彬.  化工時(shí)刊. 2008(02)
[6]硅膠固載離子液體催化劑的制備及在酯化反應(yīng)中的應(yīng)用[J]. 蔡源,黃德英,萬(wàn)輝,管?chē)?guó)鋒.  精細(xì)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(xué)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(qiáng)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(qiáng).  催化學(xué)報(bào). 2006(05)
[10]國(guó)外生物柴油產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用狀況[J]. 周良虹,黃亞晶.  可再生能源. 2005(04)



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