聚离子液体固体酸催化剂的制备及催化甘油乙酰化性能.pdf

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1、2017年第36卷第7期化工进展CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·2497·聚离子液体固体酸催化剂的制备及催化甘油乙酰化性能张吕鸿，王瑞瑾，姜斌，孙永利，杨华伟(天津大学化工学院，天津300072)摘要：通过自由基共聚，质子化及离子交换两步法合成聚咪唑基离子液体固体酸催化剂(PILs)。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、热重分析(TGA)、元素分析和电位滴定的方法对该催化剂的结构和性能进行了表征。

2、结果表明该催化剂具有层状结构、良好的热稳定性和较高的质子酸浓度，并在不加入带水剂的条件下，考察了该聚离子液体固体酸催化剂对甘油乙酰化反应的催化作用。结果表明该PILs固体酸催化剂具有良好的选择催化活性。在酸醇摩尔比为6：1、催化荆用量4％(质量分数)、120℃、4h的最优条件下，甘油转化率达98．2％，单乙酸甘油酯的选择性为11．6％，二乙酸甘油酯和三乙酸甘油酯的总选择性高达88．4％，优于Amberlyst．15的催化效果。该催化剂易回收，具有良好的水热稳定性。且重复使用4次经再生后仍能保持良好的选择催化活

3、性。关键词：催化剂；聚合：离子液体：选择性：甘油：乙酰化中图分类号：TQ032．4文献标志码：A文章编号：1000—6613(2017)07—2497—07DoI：10．16085／j．issn．1000-6613．2017—0104Synthesisofpoly(ionicliquid)ssolidacidcatalystanditscatalyticperformanceinglycerolacetylationZHANGLUhong，WANGRuijin，JIANGBin，SUNYongli，YANGH

4、uawei(SchoolofChemicalEngineeringandTechnology，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Afunctionalpoly(ionicliquid)s(PILs)solidacidcatalystwaspreparedthroughfreeradicalcopolymerizationofionicliquidsprecursorandthesubsequentprotonationandion—exchangew

5、ithconcentratedsulfuricacid．Theas—preparedacidiccatalystwascharacterizedbyFTIR，SEM，TEM，XPS，TGA，elementalanalysisandpotentiometrictitration．ItwasfoundthattheacidPILshadamulti—layermicrostructurewithfavorablethermalstabilityandhighBranstedacidsitedensity．Itsp

6、erformancewasevaluatedintheacetylationofglycerolwithoutanywater-carryingagent．Itexhibitedhighcatalyticactivityandselectivity．Glycerolconversionof98．2％，monoacetinselectivityof11．6％andtotaldiacetinandtriacetinselectivityof88．4％wereobtainedundertheoptimumreact

7、ionconditionsofn(aceticacid)：玎(glycer01)26，catalystdosage=4％ofglycerol，120℃，4h．ThecatalyticperformancewasbetterthanthatusingAmberlyst-15．ThePILssolidacidcatalystwaseasilyrecoveredandhadgoodhydrothermalstability．AfurtherexchangingofusedPILswithH2S04couldmake

8、thecatalystrestoreitscatalyticperformanceanditcouldbereusedfor4times．Keywords：catalyst；polymerization；ionicliquids；selectivity；glycerol；acet3rlation生物柴油作为一种绿色可再生替代能源得到了国内外的广泛关注【I．2]，其合成过程伴随着副产物甘油的积累[31