吡啶丁烷磺酸硫酸氢盐离子液体催化制备生物柴油

以丙酮为溶剂合成了Brnsted酸性离子液体吡啶丁烷磺酸硫酸氢盐,将其作为催化剂用于光皮树果实油与甲醇酯交换制备生物柴油的反应中,考察了催化剂用量、甲醇与光皮树果实油的摩尔比、反应温度和反应时间对酯交换率的影响,并考察了催化剂的稳定性和所制备的生物柴油的主要指标。实验结果表明,吡啶丁烷磺酸硫酸氢盐离子液体对酯交换反应具有很高的催化活性,在甲醇与光皮树果实油的摩尔比为12、催化剂与光皮树果实油质量比为0.055、反应温度160℃、反应时间6h的条件下,酯交换率高达94%,且催化剂的稳定性好,连续循环使用6次后,催化剂的活性变化不大。制备的生物柴油的主要指标达到美国生物柴油ASTM6751-03a标准,满足我国0#柴油的标准。

酸性聚乙烯基吡咯烷酮—杂多酸杂化催化剂的合成及其催化酯化反应性能

合成并表征了聚乙烯基吡咯烷酮修饰的杂多酸杂化催化剂PVP-PW,比较了它与其它催化剂上乙酸和正丁醇的酯化反应性能.结果表明,PVP-PW是催化酯化反应的高效多相催化剂,所得酯收率和选择性分别高达98.4%和100%;反应结束后,催化剂通过简单过滤即可分离回收,重复使用6次后,其催化活性没有明显下降.通过改变反应底物羧酸和醇,发现催化剂PVP-PW在众多酯化反应中均具有较高的催化活性.

Br?nsted酸强度对正碳离子转化方向影响的分子模拟

采用密度泛函理论(DFT)系统地研究了Br?nsted酸强度与催化反应过程中正碳离子转化活性之间的关系。通过调整B酸模型电子分布构建5种酸强度模型,其酸强度范围覆盖弱酸、强酸以及超强酸。将C4正碳离子作为模型化合物,计算其氢转移、异构化、脱氢、β断裂4种反应。计算结果表明氢转移的反应能垒与酸强度呈指数关系,其他3个反应能垒与酸强度呈线性关系。在弱酸范围内各反应对酸的敏感度由高到低排列如下:氢转移反应>异构化反应>β断裂反应>脱氢反应,而在强酸范围内氢转移的酸敏感度最低。通过计算过渡态离子携带的电荷可知,反应活性对酸的敏感度与过渡态离子携带的Mulliken电荷有关。过渡态离子携带电荷越多,与酸性位的相互作用越强,所以提高酸强度时能更有效地降低反应能垒。该反应规律与实验结论相匹配,并且从原子层面解释了不同酸强度时实验产率变化的原因,对开发新型催化材料或者催化剂改性有重要意义。

负载Pt催化生物柴油加氢脱氧性能研究

采用XRD、BET、SEM、NH_3-TPD对Pt/Al_2O_3、Pt/Al_2O_3-ZSM-5、Pt/ZSM-5催化剂进行表征,在不同反应工艺条件下考察三种分子筛的酸性、孔径分布、外部形貌、晶体结构对其加氢脱氧性能的影响。结果表明,Br■nsted酸性位点和中孔体积占比对脂肪酸甲酯的加氢脱氧反应来说至关重要,其中,Br■nsted酸性位点在脱氧反应中的C-O键断裂发挥主要作用,中孔孔径则能提高整个反应的质量传递效率以及避免C_(12-18)长链烷烃发生裂解。三种催化剂的加氢脱氧催化效果大小为:Pt/Al_2O_3-ZSM-5>Pt/Al_2O_3>Pt/ZSM-5;适宜的反应工艺条件为:t=350℃,p=2 M Pa,H2/oil=1000,WHSV=0.5 h^(-1),在此条件下Pt/Al_2O_3-ZSM-5的脂肪酸甲酯转化率为99.4%,目标产物液体收率为86.8%。