固定化离子液体酸催化剂制备生物柴油
发布时间：2022-01-02 14:43
在生物柴油制备领域,均相催化剂催化酯化反应存在环境污染、回收难等问题,而非均相催化剂存在催化效率低、易失活等问题。本文设计环境友好的离子液体催化活性中心,通过键合法及聚合法成功制备出两类能够高效催化棕榈酸甲酯化的固定化离子液体。本文选择碳酸二甲酯作为脂肪酸酯分析的内标物,以气相色谱内标法为脂肪酸酯的分析方法,在此基础上,确定了酯化及酯交换反应产率的计算公式。为了筛选出较为高效的离子液体用于固定化,制备了稀基及磺酸基功能化离子液体1-（3-磺酸基）丙基-3-烯丙基咪唑硫酸氢盐、三氟甲磺酸盐及磷钨酸二氢盐离子液体,并对离子液体的结构进行了表征。将合成的三种离子液体应用于棕榈油转酯化反应,1-（3-磺酸基）丙基-3-烯丙基咪唑硫酸氢盐催化转酯化反应活性最高,在环境温度100oC、醇油摩尔比为9、催化剂用量为10%wt的条件下反应8 h生物柴油产率为92.9%。本文考察了三种离子液体催化棕榈酸甲酯化反应活性,实验表明所合成的离子液体能够高效催化酯化反应,酯化产率均可达98%以上。采用键合法将三种离子液体固定于巯基改性的SBA-15上,优化了载体改性及固定化条件,并通过SEM、FTIR、NMR及...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物柴油-碳酸二甲酯标准曲线
程序升温设置：初温 80 oC，维持 5 min，30 oC /min 升至 220 oC，维持 10 min；分流比：30:1；进样量：0.2 μL。此分析条件下的不同质量配比对应的峰面积比如图2-2所示。其中MP（methylpalmitate）代表棕榈酸甲酯，DMC（dimethyl carbonate）代表碳酸二甲酯。根据所得数据，绘制出标准曲线如图 2-2。图 2-2 棕榈酸甲酯-碳酸二甲酯标准曲线Fig.2-2 Standard curve of methyl palmitate and dimethyl carbonate对实验点进行线性拟合得到公式(2-7)。0.1166 0.3765MP MPDMC DMCm Am A (2-7)其中， mMP为待测样品中棕榈酸甲酯的质量，g；ADMC为碳酸二甲酯的峰面积，m2；AMP为棕榈酸甲酯的峰面积，m2。此线性拟合的决定系数（R2）为 0.9976，基本可以保证数据测定的准确性。通过公式(2-7)
第 3 章 离子液体催化棕榈油酯交换反应慢滴加等摩尔量的硫酸，80 oC 下搅拌 24 h，所得黄色粘稠液体用乙醚洗涤 3-5次，80 oC 真空干燥 6 h，得到离子液体 1-(3-磺酸基)丙基-3-烯丙基咪唑硫酸氢盐，记为 IL-1。同理，离子液体制备中第二步所使用的酸为三氟甲磺酸时在相同的反应条件下可以得到离子液体 1-(3-磺酸基)丙基-3-烯丙基咪唑三氟甲磺酸盐，记为 IL-2；同理，离子液体制备中第二步所使用的酸为磷钨酸时，以水为溶剂进行反应。反应完毕后在 80 oC 下真空干燥 12 h 除水得到淡银色固体。所得固体经乙腈及乙醚各洗涤 2 次后于 80 oC 真空干燥 6 h，得到固态 离子液体 1-(3-磺酸基)丙基-3-烯丙基咪唑磷钨酸二氢盐，记为 IL-3。IL-1 的制备过程与 IL-1、IL-2 及 IL-3 结构式如图 3-1 与图 3-2 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]负载型离子液体在等离子体甲烷转化中的应用[J]. 魏莉,陈梅,马英冲,李晓良,王少君. 化工进展. 2010(S1)
[2]固定化Brnsted酸性离子液体催化酯化反应[J]. 魏作君,李艳,李斐瑾,陈传杰,刘迎新,任其龙. 化工学报. 2009(06)
[3]低酸一步法催化麻疯果油制备生物柴油[J]. 栾建美,郭善辉,蒋蕴珍. 粮油食品科技. 2009(01)
[4]固体酸催化酯交换制备生物柴油的研究进展[J]. 苑丽,高文艺,张晓丽,任立国. 化学与生物工程. 2008(03)
[5]固载化离子液体制备方法的研究进展[J]. 张雪红,张云宵,杨晓辉,刘慧敏,徐彬. 化工时刊. 2008(02)
[6]硅胶固载离子液体催化剂的制备及在酯化反应中的应用[J]. 蔡源,黄德英,万辉,管国锋. 精细化工. 2007(12)
[7]碱催化酯交换法制备生物柴油的研究[J]. 陈文,王存文,张圣利. 化学与生物工程. 2007(01)
[8]B酸离子液体催化棉籽油酯交换制备生物柴油[J]. 吴芹,陈和,韩明汉,王金福,金涌. 石油化工. 2006(06)
[9]固体超强碱氧化钙催化制备生物柴油及其精制工艺[J]. 朱华平,吴宗斌,陈元雄,张萍,段世杰,刘晓华,毛宗强. 催化学报. 2006(05)
[10]国外生物柴油产业与应用状况[J]. 周良虹,黄亚晶. 可再生能源. 2005(04)
本文编号：3564363
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物柴油-碳酸二甲酯标准曲线
程序升温设置：初温 80 oC，维持 5 min，30 oC /min 升至 220 oC，维持 10 min；分流比：30:1；进样量：0.2 μL。此分析条件下的不同质量配比对应的峰面积比如图2-2所示。其中MP（methylpalmitate）代表棕榈酸甲酯，DMC（dimethyl carbonate）代表碳酸二甲酯。根据所得数据，绘制出标准曲线如图 2-2。图 2-2 棕榈酸甲酯-碳酸二甲酯标准曲线Fig.2-2 Standard curve of methyl palmitate and dimethyl carbonate对实验点进行线性拟合得到公式(2-7)。0.1166 0.3765MP MPDMC DMCm Am A (2-7)其中， mMP为待测样品中棕榈酸甲酯的质量，g；ADMC为碳酸二甲酯的峰面积，m2；AMP为棕榈酸甲酯的峰面积，m2。此线性拟合的决定系数（R2）为 0.9976，基本可以保证数据测定的准确性。通过公式(2-7)
第 3 章 离子液体催化棕榈油酯交换反应慢滴加等摩尔量的硫酸，80 oC 下搅拌 24 h，所得黄色粘稠液体用乙醚洗涤 3-5次，80 oC 真空干燥 6 h，得到离子液体 1-(3-磺酸基)丙基-3-烯丙基咪唑硫酸氢盐，记为 IL-1。同理，离子液体制备中第二步所使用的酸为三氟甲磺酸时在相同的反应条件下可以得到离子液体 1-(3-磺酸基)丙基-3-烯丙基咪唑三氟甲磺酸盐，记为 IL-2；同理，离子液体制备中第二步所使用的酸为磷钨酸时，以水为溶剂进行反应。反应完毕后在 80 oC 下真空干燥 12 h 除水得到淡银色固体。所得固体经乙腈及乙醚各洗涤 2 次后于 80 oC 真空干燥 6 h，得到固态 离子液体 1-(3-磺酸基)丙基-3-烯丙基咪唑磷钨酸二氢盐，记为 IL-3。IL-1 的制备过程与 IL-1、IL-2 及 IL-3 结构式如图 3-1 与图 3-2 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]负载型离子液体在等离子体甲烷转化中的应用[J]. 魏莉,陈梅,马英冲,李晓良,王少君. 化工进展. 2010(S1)
[2]固定化Brnsted酸性离子液体催化酯化反应[J]. 魏作君,李艳,李斐瑾,陈传杰,刘迎新,任其龙. 化工学报. 2009(06)
[3]低酸一步法催化麻疯果油制备生物柴油[J]. 栾建美,郭善辉,蒋蕴珍. 粮油食品科技. 2009(01)
[4]固体酸催化酯交换制备生物柴油的研究进展[J]. 苑丽,高文艺,张晓丽,任立国. 化学与生物工程. 2008(03)
[5]固载化离子液体制备方法的研究进展[J]. 张雪红,张云宵,杨晓辉,刘慧敏,徐彬. 化工时刊. 2008(02)
[6]硅胶固载离子液体催化剂的制备及在酯化反应中的应用[J]. 蔡源,黄德英,万辉,管国锋. 精细化工. 2007(12)
[7]碱催化酯交换法制备生物柴油的研究[J]. 陈文,王存文,张圣利. 化学与生物工程. 2007(01)
[8]B酸离子液体催化棉籽油酯交换制备生物柴油[J]. 吴芹,陈和,韩明汉,王金福,金涌. 石油化工. 2006(06)
[9]固体超强碱氧化钙催化制备生物柴油及其精制工艺[J]. 朱华平,吴宗斌,陈元雄,张萍,段世杰,刘晓华,毛宗强. 催化学报. 2006(05)
[10]国外生物柴油产业与应用状况[J]. 周良虹,黄亚晶. 可再生能源. 2005(04)
本文编号：3564363
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