酸性離子液體催化小桐子油制備生物柴油
近日，以方真研究員為首的生物能源組，在小桐子生物柴油制備工藝上又取得新進(jìn)展，其相關(guān)研究成果在國際期刊《Bioresource Technology》發(fā)表，并申請(qǐng)專利1項(xiàng)（郭峰，方真. 一種離子液體催化制備生物柴油的方法. 中國：CN201010578591.1） 。
生物柴油作為環(huán)境友好、可再生、優(yōu)質(zhì)清潔的生物燃料，不僅能夠增強(qiáng)我國石油安全，還有利于改善環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)村發(fā)展。傳統(tǒng)化學(xué)法采用液體酸堿，生產(chǎn)過程復(fù)雜、腐蝕設(shè)備，并存在催化劑難回收、副產(chǎn)甘油精制困難、后續(xù)處理產(chǎn)生大量廢水等問題。尋求活性穩(wěn)定、可回收和重復(fù)利用的新型催化劑和開發(fā)綠色催化工藝成為近年來的熱點(diǎn)研究方向。為此，郭峰助理研究員和方真研究員在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出采用廉價(jià)商業(yè)離子液體作為溶劑和催化劑，直接用于催化粗榨高酸值的小桐子油（酸值13.8 mg KOH/g），一步法制備生物柴油取代常規(guī)耗時(shí)的兩步法。酸性離子液體既可以用于催化游離脂肪酸與短鏈醇的酯化反應(yīng)生產(chǎn)脂肪酸甲酯，又可以用于催化油脂的酯交換反應(yīng)，在酸性離子液體提供的Br?nsted酸與氯化鹽提供的Lewis酸協(xié)同催化作用下，將生物柴油得率提高至99.7%。在酯化反應(yīng)或酯交換反應(yīng)結(jié)束后回收甲醇，通過靜置或離心的方式實(shí)現(xiàn)離子液體的分離回收，離子液體在干燥后可繼續(xù)用作酯化反應(yīng)或酯交換的催化劑，使催化劑得到循環(huán)使用。該研究結(jié)果為從低質(zhì)的動(dòng)植物油，快速和綠色生產(chǎn)生物柴油提供了一種新的方法。
酸性離子液體，不僅具有優(yōu)良的溶劑特性、蒸汽壓低、不燃燒、熱穩(wěn)定好（-40～300 oC），而且具有Lewis、Franklin酸的酸性，而含有SO4H的酸性離子液體，則同時(shí)具備了溶劑和Br?nsted酸特性，對(duì)環(huán)境無污染，在催化、有機(jī)合成、分離和電化學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。離子液體在能源和化工領(lǐng)域的應(yīng)用正以驚人的速度發(fā)展，并將會(huì)在未來一段時(shí)間持續(xù)下去。目前，我們對(duì)離子液體影響化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)僅處于初級(jí)階段。可以預(yù)言，當(dāng)我們認(rèn)識(shí)到離子液體作為溶劑和催化劑的本質(zhì)并對(duì)其操控達(dá)到熟練程度的時(shí)候，離子液體的應(yīng)用潛力將會(huì)呈現(xiàn)爆炸性的效應(yīng)。
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