一种合成生物柴油磺酸功能化聚合物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磺酸功能化聚合物催化剂及其制备方法。首先通过丙烯酰氯和对氨基苯磺酸反应制得4-丙烯酰氨基苯磺酸，即乙烯基单体，再将单体通过自由基引发反应聚合得到芳香基磺酸聚合物，即磺酸功能化聚合物催化剂。本发明的优点在于，磺酸功能化聚合物催化剂用于催化合成生物柴油，催化活性和硫酸相当，生物柴油收率高，作为固体催化剂重复利用性能优异，有利于降低生产成本，可望成为具有竞争力的绿色工艺路线。

主权项

一种合成生物柴油磺酸功能化聚合物催化剂的制备方法，其特征在于包括以下过程：(1)在反应釜中，按摩尔比2∶1～6∶1加入氯化亚砜和苯甲酸，在沸腾状态下加热0.2～1h，产物在常压下进行微分蒸馏，收集195～199℃的馏分，得到苯甲酰氯；(2)将步骤(1)得到的苯甲酰氯和丙烯酸按照摩尔比1∶1～4∶1室温下反应0.1～0.2h，产物在常压下进行微分蒸馏，收集70～75℃的馏分，得到丙烯酰氯，为阻止自由基的形成，反应体系中加入基于单体质量0.2～1％的阻聚剂；(3)冰浴条件下，将0.01～0.04mol对氨基苯磺酸溶解在20～60mL的碳酸钠缓冲溶液中，然后采用滴液漏斗将步骤(2)得到的0.012～0.036mol丙烯酰氯缓慢滴加到上述溶液中，在剧烈的搅拌下反应0.1～0.4h，然后在无光的条件下静置4～24h；最后，反应混合物放置在烧杯中，搅拌下不断滴加丙酮，析出沉淀碳酸钠，分离上层清液，用2～3mol/L的盐酸溶液调节pH值至2.0，在上层清液中继续滴加丙酮，磺酸功能化的乙烯基单体沉淀析出，在搅拌下用丙酮洗涤3～6次，得到的单体在干燥箱中干燥至恒重；(4)将步骤(3)得到的1.0～3.0g磺酸功能化的乙烯基单体置于烧杯中，常温搅拌下溶解于20～60mL去离子水中，再用1mol/L的氢氧化钠水溶液调节pH值至8.0，将自由基引发剂按照与单体摩尔比1∶3～1∶6加入到上述溶液中，40～60℃下搅拌0.5～2h，将10～20mL的3mol/L的盐酸溶液加入到上述反应混合物中，于常温下加入60～90mL的丙酮，使得聚合物沉淀，在搅拌条件下用过量的丙酮洗涤聚合物3～6次，干燥至恒重，得到磺酸功能化聚合物催化剂。