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一种聚合物负载离子液体及其制法和在催化酯化中的用途制造技术

技术编号:9611455 阅读:122 留言:0更新日期:2014-01-29 20:02
一种聚合物负载离子液体及其制法和在催化酯化中的用途,涉及聚合物负载的酸性离子液体催化剂领域。酸性离子液体作为一种绿色环保的酸性催化剂,被用于催化长链脂肪酸的酯化反应,合成生物柴油。酸性催化剂的酸性位点容易受到反应体系中极性分子如水的覆盖,导致催化剂中毒,催化活性降低。为了保护酸性催化剂的酸性位点,需要提高酸性位点周围的疏水环境。为此我们合成了一种聚合物负载的具有核壳结构的酸性离子液体,外壳被聚苯乙烯层包围,内核含有负载于吡啶单元上的酸性离子液体。聚苯乙烯的疏水性使得反应生成的水远离酸性位点,延长催化剂的使用寿命。催化剂用于催化十六酸与甲醇或乙醇的酯化反应,最高可以达到100%产率,可循环使用多次。

Polymer supported ionic liquid, process for producing the same and its use in catalytic esterification

The invention relates to a polymer supported ionic liquid and a preparation method thereof and the use in catalyzing esterification, and relates to the field of polymer supported acidic ionic liquid catalyst. As an environmentally benign acidic catalyst, acidic ionic liquids are used to catalyze the esterification of long chain fatty acids and to synthesize biodiesel. Acidic sites of acidic catalysts are liable to be covered by polar molecules such as water, leading to catalyst poisoning and catalytic activity reduction. In order to protect the acidic sites of acidic catalysts, the hydrophobic environment around acidic sites should be enhanced. To this end, we have synthesized a polymer supported acidic ionic liquid with a core-shell structure surrounded by polystyrene layers and the core containing an acidic ionic liquid supported on the pyridine unit. The hydrophobicity of polystyrene causes the reaction water to stay away from the acidic site and prolong the service life of the catalyst. The catalyst is used to catalyze the esterification of sixteen acids with methanol or ethanol, with a maximum yield of 100%, and can be recycled for many times.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物负载的酸性离子液体催化剂,更进一步说是以PS-b-P4VP形成的球形胶束为基础,先交联,然后负载酸性离子液体,并将负载的酸性离子液体用于催化十六酸的酯化反应,制备生物柴油。
技术介绍
传统的合成生物柴油的方法主要是通过碱或者酸催化的油脂的酯交换反应和酸催化长链脂肪酸的酯化反应。植物油是生产生物柴油的主要原料,因为植物油在自然界中是可再生的,可以大规模生产并且环保。植物油,包括食用和非食用油。95%以上的生产生物柴油的原料来自于食用油,因为许多地区主要生产食用油,食用油制备的生物柴油的性能更适合用作柴油的替代燃料。而这也导致生产用油和食用油的竞争,推高成本,据统计,以食用油生产生物柴油,油价占生物柴油售价的65%。因此,需要寻找可替代的原料油,比如动物脂肪,甚至使用过的食用油,非食用油,但是这些油都含有较高含量的游离脂肪酸。碱性催化剂催化的酯交换反应中,游离脂肪酸的含量必须控制在5wt%以下,以免发生皂化反应,影响生物柴油的产量。而酸性催化剂可以同时催化酯化反应和酯交换反应。但是不论是碱性催化剂还是酸性催化剂,都存在一些缺陷。由于不能循环使用,均相的碱性催本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚合物负载的酸性离子液体催化剂的结构式如下:其中m代表PS嵌段的链长,n代表P4VP嵌段的链长,本催化剂涉及的m在50?200之间,n在50?100之间。FSA0000096351420000011.tif

【技术特征摘要】
1.聚合物负载的酸性离子液体催化剂的结构式如下: 2.权利要求1所述的聚合物负载的酸性离子液体催化剂的制备方法: 步骤(1)将PS-b-P4VP嵌段共聚物溶于甲苯中,形成以P4VP为核,PS为壳层的纳米球形胶束,浓度为25g / L ; 步骤(2)在上述溶液中滴加入1,4-二溴丁烧,回流反应48h,交联一半的吡啶单元,固定球形胶束,形成稳定的球形结构; 步骤(3)在上述溶液中加入1,3_丙磺酸内酯,继续回流48...

【专利技术属性】
技术研发人员:李靖姜健常卫星柳凌艳
申请(专利权)人:南开大学
类型:发明
国别省市:

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