酸性离子液体催化油酸酯化合成生物柴油

酸性离子液体具有催化活性好、选择性高及易于回收等优点,是一种应用前景非常好的环境友好的酸性催化剂,在生物柴油合成反应中具有重大的理论意义和应用价值.本文以油酸和甲醇为原料,探讨了7种不同酸性离子液体在生物柴油合成反应中的催化效应.研究表明,离子液体酸性越强,催化酯化活性越高; 引入磺酸基团可大大增强离子液体Br?nsted酸性,使其在酯化反应中发挥溶剂/催化剂的双重作用,促进酯化反应向产物方向进行,达到高产率,因而1-丁基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BHSO3MIM]HSO4)催化效果最好.此外,系统研究了[BHSO3MIM]HSO4催化油酸与甲醇酯化反应,并采用响应面法优化了反应条件.结果发现,该反应的最适醇酸摩尔比、催化剂用量、反应温度及反应时间分别为4:1,10%(基于油酸的质量),130 oC和4 h; 在此条件下,生物柴油产率为97.7%.[BHSO3MIM]HSO4连续使用10批次后,仍能保持初始催化活性的95.6%,表现出极好的操作稳定性.另外,利用该离子液体催化游离脂肪酸含量为72%的废油脂生产生物柴油,反应6 h可获得产率94.9%.可见,[BHSO3MIM]HSO4在酯化生产生物柴油方面具有巨大的应用潜力.

新型酸性离子液体[Hmim]HSO_4催化合成油酸甲酯

以N-甲基咪唑和浓硫酸为原料,制备了一种新型Brφnsted酸性离子液体[Hmim]HSO4,并将其应用到油酸甲酯的合成中。采用红外光谱法分析[Hmim]HSO4的化学结构,然后采用气质联用法对所得油酸甲酯进行定性分析。结果表明,酸性离子液体[Hmim]HSO4催化合成油酸甲酯的优化条件为:酸醇摩尔比1∶4(0.04 mol油酸)、离子液体用量3.5 m L、反应时间6 h,在此条件下,油酸酯化率为92.5%。酸性离子液体[Hmim]HSO4具有较好的催化活性,重复使用9次后,油酸酯化率仍在85%以上,且易与产品分离,克服了传统无机酸催化的缺陷。

1-烷基-3-甲基咪唑硫酸氢盐催化油酸甲酯的研究

为寻找高活性催化剂,制备了5种甲基咪唑类硫酸氢盐离子液体([CnMIm]HSO4,n=0,2,4,6,8),测定了其酸性强度,研究了其酯化催化性能。结果表明:在这5种离子液体中,1-己基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([C6MIm]HSO4)催化酯化反应效果最佳,其反应条件是:反应时间14 h,反应温度为90℃,n(甲醇):n(油酸)=2.5∶1,催化剂用量为酸重的8%,油酸甲酯的产率可达91%以上.产物易于纯化,离子液体重复使用了6次仍显示出良好的催化效果.在温和的实验条件下,[C6MIm]HSO4对油酸的酯化反应显示出良好的催化活性.

油酸异丁酯的合成及其对生物柴油降凝效果研究

油酸与异丁醇在离子液体催化剂的作用下发生酯化反应制备油酸异丁酯。研究了催化剂用量、醇酸配比、反应时间、反应温度等对酯化反应转化率的影响,并通过测定凝固点、冷滤点、粘度来考察脂肪酸异丁酯对生物柴油的降凝效果。结果表明,当催化剂用量为2%,醇酸体积比2∶1(摩尔比6.8∶1),反应温度100℃,反应时间3 h,转化率达到95.6%。降凝实验结果表明,把一定量的脂肪酸异丁酯添加到生物柴油中可有效地降低生物柴油的凝固点、冷滤点,改善其低温流动性能。

酸离子液体催化合成油酸甲酯反应研究

以油酸和甲醇为原料,甲基吡啶类酸离子液体为催化剂合成油酸甲酯。讨论催化剂的用量、反应物料比、反应温度等因素对反应的影响。结果表明:反应温度为150℃,反应时间为5h,催化剂用量为n([MPy]HSO4)∶n(油酸)=0.019,醇酸摩尔比为2,油酸的转化率可达到88.21%。

聚乙二醇600油酸酯作为气相色谱固定液的研究与应用

本文用聚乙二醇 6 0 0和油酸合成了聚乙二醇 6 0 0油酸酯非离子型表面活性剂 ,精制后作为气相色谱固定液 ,制备成色谱柱。测定此固定液的最高使用温度、相对极性。对一些混合物组分的分离效果表明了此固定液具有良好的应用性能 ,是一种新型的气相色谱固定液。

油酸钠-离子液体微乳液对金属离子的萃取性能研究

以油酸钠作表面活性剂、正丁醇及[C_(14) mim]Br(1-十四烷基-3-甲基咪唑溴盐)作助表面活性剂、煤油作油相,制备了油酸钠及油酸钠-离子液体微乳液,测定了微乳体系的电导率曲线和增溶水量。以Cu^(2+)和Ni^(2+)为萃取对象,研究了两种微乳体系对金属离子的萃取性能,考察了离子液体浓度、NaOH浓度、金属离子的初始浓度以及水相与微乳液的体积比等因素对萃取后金属离子分配系数的影响。结果表明,油酸钠-离子液体微乳液比未加离子液体的油酸钠微乳液的电导率大,增溶水量更多。以[C_(14)mim]Br离子液体微乳液为萃取剂,萃取Cu^(2+)和Ni^(2+)的最佳条件为:V(油酸)∶V(正丁醇)∶V(煤油)=1∶1∶2,水乳比(体积比)为4∶1,[C_(14) mim]Br加入量为0.25 mol/L,NaOH的浓度为2 mol/L,NaCl的浓度为0.15 mol/L。在此萃取条件下,Cu^(2+)和Ni^(2+)的分配系数分别可达到99.95和99.02。

磺酸离子液体中脂肪酸酯化制生物柴油

以磺酸基离子液体1-甲基-3-丁磺酸基咪唑硫酸氢盐（[BSMim]HSO4）为酸性催化剂,以油酸与短链醇的酯化反应作为高酸值油脂制备生物柴油的预处理模型反应,考察了反应时间、温度、催化剂用量、醇-酸摩尔比等条件对酯化反应的影响.结果表明,80℃下,使用x=20%的离子液体催化剂,在醇-酸摩尔比为2∶1,反应12 h后,油酸甲酯的产率可达到97.5%.离子液体催化剂与产物油酸酯可自动分成两相,产物分离简便,离子液体重复使用4次仍保持较好的催化活性.

L-天冬氨酸离子液体催化油酸酯化反应合成油酸甲酯的研究

以L-天冬氨酸为原料,采用一步合成法制备了酸性离子液体[Asp]HSO4,并用其催化油酸进行酯化反应合成油酸甲酯。考察了离子液体[Asp]HSO4用量、醇酸物质的量比、反应温度和反应时间对油酸酯化反应的影响,同时考察了该离子液体的重复使用性能。结果表明:离子液体[Asp]HSO4催化油酸酯化的最适条件为催化剂[Asp]HSO4用量为油酸质量的20%、醇酸物质的量比7∶1、反应温度(85±2)℃、反应时间24 h,在此条件下酯化率可达97.72%。反应结束后离子液体与酯化产物容易分离,离子液体[Asp]HSO4重复使用4次,酯化率为96.93%,仍有较高的催化活性。

磺酸基功能化季铵盐离子液体催化油酸制备生物柴油

合成8种磺酸基功能化季铵盐离子液体,测定其腐蚀速率,并以离子液体为催化剂催化油酸与甲醇发生酯化反应制备生物柴油,研究工艺条件对生物柴油产率的影响.结果表明:离子液体[(CH3CH2)3N-(CH2)3SO3H][C7H7O3S]对黄铜、碳钢、不锈钢的腐蚀速率分别为硫酸的1/345,1/38和1/608,酸与甲醇和离子液体的摩尔比为1∶4∶0.05,反应温度为120℃,反应时间为0.5h,则生物柴油产率可达97.83%;催化剂重复使用5次后活性无明显变化,表明其催化油酸制备生物柴油的稳定性高,离子液体可回收重复使用.

双键型离子液体制备及其催化油酸合成生物柴油的研究

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。

离子液体体系中过氧化氢氧化油酸合成壬二酸

以离子液体BMIMPF6为溶剂,采用钨酸为催化剂,50%的H2O2氧化油酸合成了高纯度壬二酸。通过考察催化剂用量、溶剂类型、环氧化产物碘值、离子液体循环使用次数、氧化裂解反应时间等因素对目标产物壬二酸收率及品质的影响,得出合成壬二酸的最佳条件为:60℃下,原料油酸、过氧化氢、钨酸、离子液体以1.0:3.0:0.04:1.24(摩尔比)混合反应1h后,用25%的过氧乙酸在90℃继续氧化裂解3h,可得产品壬二酸,收率为39%。产品通过FT-IR及GC-MS等手段进行了表征,纯度高达99%。环氧化产物与离子液体BMIMPF6易于分离,分离后的离子液体10次以内可以重复使用,其结构及性能基本保持不变。

溶剂体系对壬二酸合成的影响

在两类离子液体([bmim]BF_4与[bmim]PF_6)及异丙醇或无溶剂等条件下考察了壬二酸合成中的溶剂效应,并采用过氧化氢氧化油酸经二步反应合成了壬二酸。结果表明,[bmim]PF_6是合成壬二酸的最好溶剂。第一步较佳反应条件为:反应温度60℃,n(油酸)∶n(过氧化氢)∶n(钨酸)∶n(溶剂)=1.0∶3.0∶0.04∶1.24,反应时间1 h;第二步较佳反应条件为:m(中间产物):m(过氧乙酸)=1∶4,反应温度90℃,反应时间3 h。壬二酸收率为39%,熔点104～105.3℃,纯度达98%。

离子液体复配溶剂体系改进壬二酸的合成工艺

以油酸为原料,50%的H2O2为氧化剂,在离子液体作为主要溶剂的条件下,采用钨酸为催化剂所得中间产物用自制的过氧乙酸继续氧化裂解合成了高纯度壬二酸。其中分别对异丙醇、离子液体(BMIMPF6和BMIMBF4)单独作溶剂以及二者复配作溶剂的各种情况作了详细比较。最终经过收率、熔点、FT-IR及HPGC等手段将对上述各产物品质进行了表征与分析,从而得出了合成壬二酸的最佳条件为n(C18H34O2)∶n(H2O2)∶n(H2WO4)=1.0∶3.0∶0.04,V(BMIMPF6)∶V(isopropanol)=1∶0.7,所得中间产物中加入300mL含量为25%的过乙酸在90℃氧化裂解3h。最终壬二酸收率可达46%,纯度高于95%。

超声波辅助[L-Glu]HSO_(4)离子液体催化油酸和月桂酸的酯化研究

在超声波辅助下,以[L-Glu]HSO_(4)离子液体作为催化剂,探究了超声波频率、超声波功率、离子液体用量、醇酸物质的量之比和反应时间对油酸与月桂酸酯化反应的影响.结果表明:在超声波频率为35 kHz,功率为450 W,醇酸物质的量之比为7∶1条件下,当离子液体用量为油酸质量的7.5%,反应时间为21 h时,油酸的转化率达到85.84%;当离子液体用量为月桂酸质量的17.5%,反应时间为18 h时,月桂酸转化率达到92.63%.

酸性离子液体催化合成棕榈油酸多元醇酯

将5种酸性离子液体分别应用于棕榈油酸多元醇酯的合成反应,结果发现硫酸三乙基铵离子液体催化活性最大。利用硫酸三乙基铵盐的温控特点,设计出一种"高温反应"和"低温分离"相结合的棕榈油酸多元醇酯的合成方法,得到了合成棕榈油酸季戊四醇酯的最佳反应条件:油酸与季戊四醇的物质的量比为6∶1,离子液体质量分数为5%,210℃的反应温度和3.5 h的反应时间。在相应的最佳条件下,棕榈油酸季戊四醇酯、棕榈油酸三羟甲基丙烷酯、棕榈油酸二羟甲基新戊烷酯、棕榈油酸山梨醇酯和棕榈油酸1,3-丁二醇酯的转化率分别达94.6%,94.5%,97.0%,98.5%和99.2%。反应完成后,离子液体沉淀析出,可直接用于下一次的合成反应。对5种酯化产品理化性质的研究结果表明,棕榈油酸多元醇酯具有良好的流动及低温特性,其黏度指数和倾点范围分别在184~388和-23^-40℃之间,可作为生物润滑剂基础油。

烷胺型酸性离子液体的制备及其催化合成油酸甲酯的研究

制备了3-(N,N-二甲基丁胺)丙磺酸对甲苯磺酸盐[DBPA][Tos]、3-(N,N-二甲基辛胺)丙磺酸对甲苯磺酸盐[DOPA][Tos]、3-(N,N-二甲基十二烷胺)丙磺酸对甲苯磺酸盐[DDPA][Tos]离子液体用于催化合成油酸甲酯。通过FT-IR、TG-DTG分析方法对3种离子液体的结构进行表征,并考察了离子液体在酯化反应中的催化反应性能。结果表明,在反应温度为60℃,反应时间为2 h,醇酸物质的量比为12∶1,[DDPA][Tos]加量为10 mmol时,油酸的转化率达到99.4%,催化剂还具有较好的催化活性和重复使用性。烷烃基离子液体是一种可用于工业化生产生物柴油的高效催化剂。

油酸离子液体作为镁合金润滑剂的摩擦学性能研究

目的 以油酸为原料制备3种不同阳离子结构的油酸基离子液体,表征其粘度、热稳定性和腐蚀性,考察这类离子液体对镁合金的润滑性能,并分析其润滑作用机理。方法 采用简单的酸碱中和法制备油酸离子液体,并利用SRV-V微动摩擦磨损试验机、三维表面轮廓仪考察其摩擦学性能,采用接触电阻、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜对润滑作用机制进行探究。结果 3种油酸离子液体具有良好的粘温性能和热稳定性,但对镁合金具有一定的腐蚀性,且阳离子结构对粘度、热稳定性和腐蚀性具有显著影响;作为镁合金润滑剂,3种油酸离子液体表现出优异的润滑性能,且阳离子结构对油酸离子液体的润滑性能影响较小;XPS表明在摩擦实验过程中,在镁合金表面形成了含有氧化镁、氮化物等物质的摩擦膜。结论 3种油酸离子液体对钢/镁合金摩擦副具有优异的润滑性能,且物理吸附膜和摩擦化学反应膜共同决定了其润滑性能。

聚乙二醇600油酸酯作为气相色谱固定液的研究与应用

本文用聚乙二醇600与油酸合成了聚乙二醇600油酸酯非离子型表面活性剂,精制后作为气相色谱固定液,制备成色谱柱。测定了此固定液的最高使用温度、相对极性。对一些混合物中组分的分离效果表明了此固定液具有良好的应用性能,是一种新型的气相色谱固定液。

油酸异丁酯的离子液体催化酯化制备与动力学及其低温流动性能

在自行设计的反应装置中,以吡啶硫酸氢盐离子液体为催化剂、油酸与异丁醇为反应原料催化酯化制备油酸异丁酯.得到最佳反应条件为,温度100℃,时间3 h,催化剂用量2%(ω),醇/酸最佳体积比2:1.对此酯化催化反应进行了动力学分析,表观反应级数为二级,反应活化能Ea=32.0 kJ/mol,频率因子A=66.6,反应动力学模型为-dCA/dt=66.6e-32000/(RT)CACB;所制油酸异丁酯的凝点为-25.5℃,冷滤点为-20.5℃,运动粘度为6.32 mm2/s,其低温性能好,流动性能较差,可很好地改进生物柴油的低温性能和油酸异丁酯的流动性能.