一种合成生物柴油酸性离子液体固载型催化剂及其制备方法   0    0

本发明公开了一种合成生物柴油酸性离子液体固载型催化剂及其制备方法。催化剂的载体为引入杂原子Al的介孔分子筛Al‑MCM‑41，固载的酸性离子液体是[2‑MPYR‑BS][HSO4]、[HMIM‑BS][HSO4]或[PYR‑BS][HSO4]。首先合成分子筛Al‑MCM‑41和酸性离子液体，然后以无水乙醇为溶剂，采用浸渍法将离子液体固载于分子筛Al‑MCM‑41上，制得酸性离子液体固载型催化剂，用于催化酯交换合成生物柴油。本发明具有催化剂活性高、稳定性好、设备腐蚀性低、回收方便、重复利用性能好等优点。

1.一种合成生物柴油酸性离子液体固载型催化剂的制备方法，其特征在于包括以下过程，
(1)酸性离子液体的制备：在圆底烧瓶中，将0.10mol含氮杂环化合物与0.10mol的1，4-丁烷磺内酯加入到10～50mL无水乙醇溶剂中，在50～80℃下搅拌回流3～24h直至得到微黄色固体沉淀，真空抽滤，用10～50mL的无水乙醇洗涤3次，真空干燥，得到中间体；在另一圆底烧瓶中，冰浴搅拌下，将等摩尔量的上述中间体和浓硫酸依次加入到10～30mL去离子水中，然后在60～80℃下反应3～24h，得粗离子液体产物，用10～50mL乙酸乙酯洗涤3次，80～
100℃下真空干燥10～24h，得酸性离子液体；
(2)Al-MCM-41分子筛的制备：将十六烷基三甲基溴化铵CTAB溶解在去离子水中，在25～40℃下搅拌0.5～1h，至溶液呈无色透明，然后依次加入硅酸钠和硫酸铝的水溶液，搅拌均匀后用0.5～2.0mol/L的硫酸溶液将体系的pH调至9～11，继续搅拌老化1～4h，体系中各物质的摩尔比为SiO2∶Al2O3∶CTAB∶H2O＝1∶5～160∶0.1～0.5∶100～140；将上述溶液装入不锈钢反应釜中，在100～140℃下静置 晶化3～6d，抽滤，去离子水洗3～5次，在60～100℃下干燥8～16h，得到白色粉末，550℃空气气氛下焙烧6h，制得分子筛载体Al-MCM-41；
(3)酸性离子液体固载型催化剂的制备：将步骤(1)制备的酸性离子液体与步骤(2)制备的分子筛载体Al-MCM-41按质量比0.1～0.5∶1加入到圆底烧瓶中，加入无水乙醇40～
100mL，85℃下搅拌回流24h，旋转蒸发除去乙醇溶剂，80～100℃下真空干燥24h，得到酸性离子液体固载型催化剂。

2.催化合成生物柴油的工艺，所用催化剂为按权利要求1所述的催化剂的制备方法得到的催化剂，
1)将油脂和短链醇以醇油摩尔比6～48∶1加入高压反应釜，再加入酸性离子液体固载型催化剂，催化剂加入量为油脂质量的1.0～10.0％，在反应温度为100～160℃下，反应1～
10h，即得到含有生物柴油的混合物；
2)对步骤1)混合物进行过滤，滤出的酸性离子液体固载型催化剂继续循环利用，滤液经静置分层，得到生物柴油和粗甘油，经减压蒸馏分离短链醇并循环使用。

3.根据权利要求2所述的催化合成生物柴油的工艺，其特征在于，油脂是大豆油、菜籽油、棉籽油或棕榈油的任何一种，短链醇为甲醇、乙醇或丙醇的任何一种。