双核酸性离子液体的合成及其催化制备生物柴油的性能研究

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生物柴油已成为新型能源开发的热点,引起广泛关注。国内生物柴油研究起步较晚,但近十年,在原料、制备工艺、催化剂选择等方面研究甚多,取得了一定的突破。离子液体作为催化剂,具有易分离、催化效率高、稳定性好、可重复利用、对环境污染少等诸多优点,将会逐渐取代传统生物柴油制备的催化剂。采用两步法合成了双核酸性离子液体[DABCO-PS][HSO4]。系统研究了原料摩尔比、反应温度、反应时间、转速等因素对其前提收率的影响,得最佳合成条件:原料摩尔比为2:1,反应温度60℃,反应时间3 h,转速1500 r/min,收率达94%。用红外光谱分别对所合成的三种离子液体进行表征,用1H NMR和质谱进一步对[DABCO-PS][HSO4]进行检测,确定了合成的产物即为目标离子液体。以蓖麻油为原料,用[DABCO-PS][HSO4]作催化剂,通过酯交换反应制备生物柴油,其优化后得到最佳反应条件:醇油摩尔比12:1,离子液体用量4%(以蓖麻油质量计),反应温度50℃,反应时间1 h,生物柴油收率达90%。以油酸作原料,用[DABCO-PS][HSO4]作催化剂,通过酯交换反应制备油酸甲酯,在单因素实验基础上建立了正交试验,优化后得油酸甲酯的最佳反应条件:醇油摩尔比6:1,离子液体用量6%(以油酸质量计),反应温度70℃,反应时间4 h,收率达94%。以废餐油作原料,用[DABCO-PS][HSO4]作催化剂,通过酯交换反应制备生物柴油,在单因素实验的基础上建立了正交试验,优化后得到生物柴油的最佳反应条件:醇油摩尔比10:1,离子液体用量10%(以废餐油质量计),反应温度80℃,反应时间3.5 h,生物柴油收率88%。
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