双键型离子液体制备及其催化油酸合成生物柴油的研究

发布时间：2019-10-24 15:38

【摘要】：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([SO_3H(CH_2)_4VIm][CF_3SO_3]),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。
【图文】：

磺酸盐,咪唑,乙烯基咪唑

磺酸内酯、1-乙烯基咪唑、三氟甲磺酸、乙酸乙酯、氢氧化钾，均为分析纯。DF-101S集热式恒温磁力搅拌器;SQP精密电子天平，德国赛多利斯科学仪器有限公司;ＲW20-digital电动搅拌器;DZF-6020真空干燥箱;FTIＲ-200傅里叶变换红外光谱仪，德国布鲁克光谱公司;SHZ-D(Ⅲ)循环水真空泵。1．2离子液体催化剂的制备1．2．1内盐的合成取0．1mol的1，4-丁烷磺酸内酯放入250mL三口烧瓶中，滴加0．1mol的1-乙烯基咪唑，加入30mL乙酸乙酯，40℃下反应48h。所得产品经抽滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得白色产物，即为1-磺酸丁基-4-乙烯基咪唑盐(如图1所示)。图1咪唑磺酸盐的合成Fig．1Thesynthesisofimidazolesulfonate1．2．2双键离子液体称取0．02mol的1-磺酸丁基-4-乙烯基咪唑盐置于50mL的三口烧瓶中，用恒压滴液漏斗缓慢滴加0．02mol的三氟甲磺酸，在80℃下反应7h，反应产物在60℃、1MPa下真空干燥12h，得到棕色黏稠状的离子液体粗产品，再用20mL乙酸乙酯洗涤3次，可得双键离子液体1-磺酸丁基-4-乙烯基咪唑三氯甲磺酸盐(IL)。合成过程如图2所示。图2离子液体合成Fig．2Thesynthesisofionicliquids1．3生物柴油的制备及催化剂回收按试验设计的甲醇和油酸物质的量比(醇油比)将油酸(0．02mol)和甲醇依次加入双口烧瓶中，加入适量的双键离子液体作为催化剂，启动磁力搅拌器，在设定温度下反应。反应结束后，将反应物全部转入125mL分液漏斗，加入20mL去离子水洗涤，放出下层未反应的甲醇和离子液体，重复洗涤3次，所得即为合成的生物柴油。取一定量上层样品，参照GB/T5530—2005油脂酸值测定法，用标准氢氧化钾-乙醇溶液测定样品酸值，并按下式计算油酸转化率:X=A0－A1A0×100式中:X—油酸转化率，%;A0—油酸初始酸值，mg/g;A1为反应结束后酸值

红外光谱图,离子液体

基咪唑，加入30mL乙酸乙酯，40℃下反应48h。所得产品经抽滤、乙酸乙酯洗涤、干燥得白色产物，即为1-磺酸丁基-4-乙烯基咪唑盐(如图1所示)。图1咪唑磺酸盐的合成Fig．1Thesynthesisofimidazolesulfonate1．2．2双键离子液体称取0．02mol的1-磺酸丁基-4-乙烯基咪唑盐置于50mL的三口烧瓶中，用恒压滴液漏斗缓慢滴加0．02mol的三氟甲磺酸，在80℃下反应7h，反应产物在60℃、1MPa下真空干燥12h，得到棕色黏稠状的离子液体粗产品，再用20mL乙酸乙酯洗涤3次，可得双键离子液体1-磺酸丁基-4-乙烯基咪唑三氯甲磺酸盐(IL)。合成过程如图2所示。图2离子液体合成Fig．2Thesynthesisofionicliquids1．3生物柴油的制备及催化剂回收按试验设计的甲醇和油酸物质的量比(醇油比)将油酸(0．02mol)和甲醇依次加入双口烧瓶中，加入适量的双键离子液体作为催化剂，启动磁力搅拌器，在设定温度下反应。反应结束后，将反应物全部转入125mL分液漏斗，加入20mL去离子水洗涤，放出下层未反应的甲醇和离子液体，重复洗涤3次，所得即为合成的生物柴油。取一定量上层样品，参照GB/T5530—2005油脂酸值测定法，，用标准氢氧化钾-乙醇溶液测定样品酸值，并按下式计算油酸转化率:X=A0－A1A0×100式中:X—油酸转化率，%;A0—油酸初始酸值，mg/g;A1为反应结束后酸值，mg/g。将反应结束分液得到的下层液体进行减压蒸馏，除去体系中的甲醇和水后，得到回收的离子液体，将回收后的离子液体进行重复利用实验。1．4分析表征1．4．1红外光谱检测取经干燥处理的离子液体样品0．05g，加入适量溴化钾混合后研磨、压片，于波长范围400～4000cm－1扫描，即得双键离子液体的红外光谱图。1．4．2核磁共振分析取离子液体样品0．05g，以去离子水为溶剂溶解后，装入5mm的N
【作者单位】：福建农林大学材料工程学院;
【基金】：福建省林木种苗科技攻关第四期项目(闽林科[2013]1号)
【分类号】：TE667

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