一种合成生物柴油的双酸位固载型离子液体催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种合成生物柴油的双酸位固载型离子液体催化剂及其制备方法。以酸性介孔材料SO₄^2‑/ZrO₂‑SiO₂为载体，将酸性离子液体[Ps‑im]HSO₄经化学键合，固载于该SO₄^2‑/ZrO₂‑SiO₂载体上，得到拥有双酸位的离子液体固载型催化剂SO₄^2‑/ZrO₂‑SiO₂‑IL，即离子液体所提供的酸位及载体所提供的Lewis酸位。本发明的优点在于，制备所得SO₄^2‑/ZrO₂‑SiO₂‑IL催化剂用于大豆油与甲醇酯交换合成生物柴油，在催化剂在反应中展现出高活性、易于回收利用、热稳定性好、腐蚀性小等优点，可望成为极具竞争力的清洁工艺路线。

主权项

一种合成生物柴油的双酸位固载型离子液体催化剂的制备方法，其特征在于包括以下过程，(1)介孔材料SO₄^2‑/ZrO₂‑SiO₂的合成：将1g的MW＝12600的F127加入58mL浓度为2mol/L的HCl溶液中，30～40℃搅拌混合均匀，将4.6mL的TMB加入上述溶液中，继续恒温搅拌2～3h，向上述反应混合物中依次加入TEOS、Zr(n‑OBu)₄和(NH₄)₂SO₄的水溶液，控制硅和锆的摩尔比为0.5～2:1，硫和锆的摩尔比为0.5～2:1，所得到的溶胶于30～40℃恒温继续搅拌1～2d，将混合液转移到不锈钢水热反应釜中，100～120℃下晶化1～4d，得到白色凝胶，真空抽滤，水洗6～10次，80～100℃干燥12～24h，所得产物于600℃恒温焙烧3～8h，得介孔材料SO₄^2‑/ZrO₂‑SiO₂；(2)双酸位固载型离子液体催化剂SO₄^2‑/ZrO₂‑SiO₂‑IL的制备：以甲苯为溶剂，将步骤(1)所得的1～3g介孔材料SO₄^2‑/ZrO₂‑SiO₂分别与2～3mmol的3‑氯丙基三乙氧基硅烷、咪唑和1,3‑丙磺酸内酯均匀混合并于90～120℃回流24～48h，再以二氯甲烷为溶剂，将所得产物与2～3mmol的H₂SO₄室温反应24～72h，过滤、洗涤、干燥后即得双酸位固载型离子液体SO₄^2‑/ZrO₂‑SiO₂‑IL。