[發明專利]凹凸棒粘土/聚合離子液體復合催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410630967.8
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104399527A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 李梅生;趙宜江;周守勇;張文;裴宇航;褚效中;薛愛蓮
• 申請（專利權）人: 淮陰師范學院
• 主分類號: B01J31/10
• 分類號: B01J31/10;C08F292/00
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本發明涉及一種凹凸棒粘土/聚合離子液體復合催化劑的制備方法，具體涉及一種將具有強酸性的含雙鍵離子液體聚合固載到凹凸棒粘土表面得到具有催化酯化性能功能復合材料的方法。?

背景技術

生物柴油是由動植物油脂原料與甲醇通過酯交換反應生成的長鏈脂肪酸甲酯類物質，是優質的石油柴油代用品。目前，其主要工業化制備方法是酯交換工藝，催化劑大都采用強酸強堿，存在設備腐蝕嚴重、后續分離工序繁復、產生大量工業廢水與廢渣等問題。離子液體作為一種新型環境友好液體催化劑，具有結構可調、催化效率高、可循環使用和熱穩定性高等特點，近年來，離子液體催化制備生物柴油受到國內外廣泛關注。但是，離子液體的成本高、用量大、粘度大、與產物難分離限制了其進一步工業化應用，將離子液體固定于載體上是減少離子液體用量、解決其與產物分離最有效的途徑之一。固定化離子液體是將離子液體填充入多孔有機或無機載體空隙形成的液體膜，其過程可以通過物理吸附、包埋或化學鍵合的方法實現，大多應用于酸性離子液體催化劑的固載。傳統的載體和固定化方法在一定程度上解決了離子液體回收難題，然而，非均相反應(甘油三酸酯、醇與固體催化劑三相)又使得離子液體催化效率較低。?

如果要獲得高催化效率的固載酸性離子液體，對離子液體本身而言，其不但酸性要高而且極性也要強，高的酸性會使甘油三酸脂的轉化率提高，強的極性會使離子液體的再生效果提高。如Liang等[X.?Liang,?J.?Yang.?Synthesis?of?a?novel?multi-SO₃H?functionalized?ionic?liquid?and?its?catalytic?activities?for?biodiesel?synthesis,?Green?Chemistry,?2010,?12:?201-204.]合成了一種含有4個SO₃H基團的酸性離子液體，由于含有多個功能基團，此離子液體表現出極高的酸性和極性，生物柴油最高產率可達98.3%，當水從0.3%增到2.0%時，其產率僅從98.3%降到95.3%，呈現出良好耐水性，生物柴油產品達到EN14214標準，遺憾的是，此離子液體沒有用來化學鍵合固定的功能基團，且合成成本高。為使離子液體不僅具有高密度的酸性位點，還具有用來鍵合固定的功能基團，研究者們對“傳統型”離子液體結構進行簡單調控，合成出了一類可聚合的含雙鍵酸性離子液體，這類含雙鍵酸性離子液體不僅可提供Brφnsted酸性(童聲,?范杰平,?肖竹蕓,?田澤由.?可聚合的酸性功能化離子液體的合成及表征,?化工學報，2011,?62:?155-159;甄彬,黎漢生,李原,吳芹.?磺酸功能化離子液體催化制生物柴油的性能,?化工學報,?2011,?62:?80-85)，且可與其它物質的活潑基團發生化學反應。重要的是，如果載體上也含有可聚合的雙鍵基團，通過自由基聚合反應可在載體上化學鍵合一層聚合物鏈，聚合物鏈的每個單元都含有酸性位點，從而使得固載離子液體的酸性位點密度大大增加，極性也增強。對載體而言，一般應具備相連通的孔結構以利于傳質，大比表面積和高孔隙率以提供足夠的負載量，合適的功能基團提供足夠的相互作用力或生成化學鍵；此外，還要求載體具有足夠的力學強度和熱、化學穩定性。?