一种离子液体促使酶催化制备生物柴油的方法技术

本发明专利技术公开了一种离子液体促使酶催化制备生物柴油的方法，将油脂、离子液体[CH][H2PO4]、脂肪酶Novozym 435和甲醇置于反应容器中，于25‑100℃反应3‑24h，反应结束后冷却至室温，体系自动分层，离子液体[CH][H2PO4]处于下层，脂肪酶Novozym 435处于中间层，生物柴油处于上层，离子液体[CH][H2PO4]和脂肪酶Novozym 435回收后重复循环使用。本发明专利技术所用离子液体[CH][H2PO4]具有毒性低、容易制备、成本低廉、生物相容性强且易于降解等优点，离子液体和酶在循环使用六次后其催化效果没有明显降低，该反应体系简单，可以将不同来源的油脂高效转化为生物柴油。

A Method of Enzymatic Preparation of Biodiesel by Ionic Liquids

【技术实现步骤摘要】
一种离子液体促使酶催化制备生物柴油的方法
本专利技术属于生物柴油的制备
，具体涉及一种离子液体促使酶催化制备生物柴油的方法。
技术介绍
化石资源的短缺以及人类对能源和环境日益增长的需求，使得与石油柴油相比，开发具有可再生性、可持续性和温室气体排放量最小化的替代能源成为当务之急。生物柴油是长链脂肪酸的烷基酯（FAME）的混合物，通常由食用油或非食用油和动物脂肪制成，它已被公认为石油柴油的绿色替代品。利用食用油作原料来制备生物柴油会加剧粮食的短缺问题，为了解决这一问题，寻求可持续的制备生物柴油的原料，蓖麻油引起了人们的广泛关注。蓖麻油由蓖麻的果实压榨而得，蓖麻适应性强，抗旱和耐碱能力较强，适宜荒山荒坡种植，使得蓖麻油成为世界十大油料和四大不可食用的油料之一。与酸或碱催化生物柴油的费时费力的化学生产相比，酶催化法生产由于反应条件温和，醇油比低，不需要对各种原料进行预处理，操作简便，受到越来越多的关注。离子液体由于其独特的物理化学性质，被认为是替代有机挥发溶剂的绿色介质，近年来人们将其用于酶催化制备生物柴油领域。目前用来制备生物柴油的离子液体绝大多数为疏水性离子液体，不可生物降解，对水环境有很高的毒害。因此，开发一种可生物降解且低毒性的介质促进酶催化制备生物柴油的方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种催化体系简单且反应条件温和的离子液体促使酶催化制备生物柴油的方法，该方法中所用离子液体[CH][H2PO4]具有毒性低、容易制备、成本低廉、生物相容性强且易于降解等优点，离子液体和酶在循环使用六次后其催化效果没有明显降低，该反应体系简单，可以将不同来源的油脂高效转化为生物柴油。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种离子液体促使酶催化制备生物柴油的方法，其特征在于具体过程为：将油脂、离子液体[CH][H2PO4]、脂肪酶Novozym435和甲醇置于反应容器中，于25-100℃反应3-24h，反应结束后冷却至室温，体系自动分层，离子液体[CH][H2PO4]处于下层，脂肪酶Novozym435处于中间层，生物柴油处于上层，离子液体[CH][H2PO4]和脂肪酶Novozym435回收后重复循环使用，所述油脂为三油酸甘油酯、非食用蓖麻油或葵花油中的一种或多种。优选的，所述离子液体[CH][H2PO4]与油脂的质量比为0.1-1:1，甲醇与油脂的摩尔比为4-14:1，脂肪酶Novozym435与油脂的质量比为0.01-0.15:1。优选的，所述离子液体[CH][H2PO4]和脂肪酶Novozym435重复循环使用6次，催化效果没有明显降低，离子液体[CH][H2PO4]和脂肪酶Novozym435具有很好的重复使用性。优选的，所述离子液体促使酶催化制备生物柴油的方法，其特征在于具体步骤为：将油脂三油酸甘油酯、离子液体[CH][H2PO4]、脂肪酶Novozym435和甲醇置于反应容器中，其中离子液体[CH][H2PO4]与油脂的质量比为0.5:1，甲醇与油脂的摩尔比为10:1，脂肪酶Novozym435与油脂的质量比为0.05:1，混合均匀后置于60℃油浴中反应12h，反应结束后冷却至室温，体系自动分层，离子液体[CH][H2PO4]处于下层，脂肪酶Novozym435处于中间层，生物柴油处于上层，生物柴油的产率达到99%。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：1、本专利技术中离子液体制备简单、毒性较低且成本低廉，具有很好的生物相容性，离子液体和酶可以多次重复循环使用，催化效果没有明显降低；2、本专利技术制备过程反应条件温和，可以将不同来源的油脂高效地转化为生物柴油，反应体系简单，生物柴油的产率较高。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1在圆底烧瓶中依次加入三油酸甘油酯（0.5mmol，442.5mg）、离子液体[CH][H2PO4]（221.25mg，50wt%）、甲醇（5.0mmol，160mg）和脂肪酶Novozym435（22.125mg，5wt%），混合均匀后置于60℃油浴中反应12h，停止反应，冷却至室温制得生物柴油。向反应液中加入癸酸已酯，用乙酸乙酯萃取震荡，离心，最终测得生物柴油的产率达到99%。实施例2在圆底烧瓶中依次加入葵花油（0.5mmol，442.5mg）、离子液体[CH][H2PO4]（221.25mg，50wt%）、甲醇（5.0mmol，160mg）和脂肪酶Novozym435（22.125mg，5wt%），混合均匀后置于60℃油浴中反应12h，停止反应，冷却至室温制得生物柴油。向反应液中加入癸酸已酯，用乙酸乙酯萃取震荡，离心，最终测得生物柴油的产率达到96%。实施例3在圆底烧瓶中依次加入非食用油蓖麻油（0.5mmol，442.5mg）、离子液体[CH][H2PO4]（221.25mg，50wt%）、甲醇（5.0mmol，160mg）和脂肪酶Novozym435（22.125mg，5wt%），混合均匀后置于60℃油浴中反应12h，停止反应，冷却至室温制得生物柴油。向反应液中加入癸酸已酯，用乙酸乙酯萃取震荡，离心，最终测得生物柴油的产率达到96%。实施例4在圆底烧瓶中依次加入非食用蓖麻油（2mmol，2g）、离子液体[CH][H2PO4]（1g，50wt%）、甲醇（22.6mmol，723mg）和脂肪酶Novozym435（0.1g，5wt%），混合均匀后置于60℃油浴中反应12h，停止反应，冷却至室温制得生物柴油。向反应液中加入癸酸已酯，用乙酸乙酯萃取震荡，离心，最终测得生物柴油的产率达到92%。实施例5在圆底烧瓶中依次加入三油酸甘油酯（0.5mmol，442.5mg）、离子液体[CH][H2PO4]（221.25mg，50wt%）、甲醇（5.0mmol，160mg）和脂肪酶Novozym435（22.125mg，5wt%），混合均匀后置于60℃油浴中反应12h，停止反应，冷却至室温制得生物柴油。向反应液中加入癸酸已酯，用乙酸乙酯萃取震荡，离心，最终测得生物柴油的产率达到99%。其中脂肪酶Novozym435用乙酸乙酯洗涤，在室温条件下干燥，直接用于下次循环；离子液体[CH][H2PO4]用乙酸乙酯洗涤，旋干，在50℃烘箱中干燥，直接用于下次反应。离子液体和酶循环使用五次后，其催化活性没有明显降低，在第六次循环使用中，延长反应时间至17h，生物柴油产率可以达到99%，和最初的效果一样。以上实施例描述了本专利技术的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术原理的范围下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本专利技术保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子液体促使酶催化制备生物柴油的方法，其特征在于具体过程为：将油脂、离子液体[CH][H2PO4]、脂肪酶Novozym 435和甲醇置于反应容器中，于25‑100℃反应3‑24h，反应结束后冷却至室温，体系自动分层，离子液体[CH][H2PO4]处于下层，脂肪酶Novozym 435处于中间层，生物柴油处于上层，离子液体[CH][H2PO4]和脂肪酶Novozym 435回收后重复循环使用，所述油脂为三油酸甘油酯、非食用蓖麻油或葵花油中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种离子液体促使酶催化制备生物柴油的方法，其特征在于具体过程为：将油脂、离子液体[CH][H2PO4]、脂肪酶Novozym435和甲醇置于反应容器中，于25-100℃反应3-24h，反应结束后冷却至室温，体系自动分层，离子液体[CH][H2PO4]处于下层，脂肪酶Novozym435处于中间层，生物柴油处于上层，离子液体[CH][H2PO4]和脂肪酶Novozym435回收后重复循环使用，所述油脂为三油酸甘油酯、非食用蓖麻油或葵花油中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的离子液体促使酶催化制备生物柴油的方法，其特征在于：所述离子液体[CH][H2PO4]与油脂的质量比为0.1-1:1，甲醇与油脂的摩尔比为4-14:1，脂肪酶Novozym435与油脂的质量比为0.01-0.15:1。3.根据权利要求1所述的离子液体促使酶催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱安莲，冯婉鹿，张莉莉，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41