功能化酸性離子液體的合成及其在油品制備中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著全球性能源短缺與環(huán)境惡化的態(tài)勢(shì)日益加重，積極探索發(fā)展清潔的替代燃料和再生能源，成為能源研究者的重要課題。因此，開發(fā)有利于環(huán)境保護(hù)的低硫燃油和燃油脫硫技術(shù)已成為當(dāng)今世界煉油工藝的核心；同時(shí)，生物柴油因其環(huán)境友好、可再生等優(yōu)勢(shì)，有望部分取代石化柴油燃料而日益受到關(guān)注。
　　功能化酸性離子液體是將功能團(tuán)引入到酸性離子液體上，從而賦予離子液體某種特殊性質(zhì)。將具有催化活性的基團(tuán)引入到離子液體的陽(yáng)離子或陰離子上所得到的功能化離子液體，是一

2、類新型的催化材料。除了賦予其優(yōu)異的催化性能之外，其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)也可以使產(chǎn)物與催化劑的分離更加容易，符合綠色化學(xué)發(fā)展的新需求。
　　本論文以酸性離子液體為前驅(qū)物，分別制備了復(fù)合型雜多酸離子液體、聚合離子液體、負(fù)載 MOF型離子液體以及雜多酸化離子液體[C8H11N2O4]3PMo12O40·2CH3OH·H2O作為酸性催化劑材料，使用傅立葉紅外光譜儀（FTIR）、核磁共振（NMR）、掃描電鏡（SEM）、X-射線粉末衍射儀（XR

3、D）、N2等溫吸附脫附曲線進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并通過催化制備生物柴油和催化氧化脫硫反應(yīng)，進(jìn)行了催化活性的測(cè)試。論文的主要結(jié)論如下：
　　(1)以合成的PSMIMHSO4和Cs2.5H0.5PW12O40為前驅(qū)物，然后以Cs2.5H0.5PW12O40為載體，制備出復(fù)合離子液體Cs2.5H0.5PW12O40/PSMIMHSO4催化劑，并使用XRD、FTIR和NMR表征了所制備樣品的結(jié)構(gòu)。在制備生物柴油反應(yīng)中，對(duì)反應(yīng)溫度、時(shí)間、催化劑用量

4、以及甲醇用量進(jìn)行了系統(tǒng)考察，并得到了最佳反應(yīng)條件為：食用油為10g，催化劑用量為0.5g，甲醇用量為60g，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間為3.5小時(shí)，生物柴油的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到97.1％；在脫硫反應(yīng)中，對(duì)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量以及n(H2O2)/n(S)摩爾比進(jìn)行了系統(tǒng)考察，并得到了最佳反應(yīng)條件為：2000ppm模擬硫溶液5ml，催化劑用量為0.5g，n(H2O2)/n(S)=6，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時(shí)間為25分鐘，脫硫率可達(dá)到97.4

5、％。
　　(2)以合成的1-乙烯基咪唑單體離子液體為前驅(qū)物，然后以單體進(jìn)行聚合，并用二乙烯基苯作為交聯(lián)劑合成聚合離子液體，并使用NMR、SEM、FTIR和BET表征了所制備樣品的結(jié)構(gòu)。在制備生物柴油反應(yīng)中，對(duì)反應(yīng)溫度、時(shí)間、催化劑用量以及甲醇用量進(jìn)行了系統(tǒng)考察，并得到了最佳反應(yīng)條件為：食用油為5g，催化劑用量為70 mg，甲醇用量為5 g，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)，生物柴油的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到94.2％。在脫硫反應(yīng)中，對(duì)反應(yīng)溫度

6、、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量以及n(H2O2)/n(S)摩爾比進(jìn)行了系統(tǒng)考察，并得到了最佳反應(yīng)條件為：2000ppm模擬硫溶液5ml，催化劑用量為80 mg，n(H2O2)/n(S)=5，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時(shí)間為20分鐘，脫硫率可達(dá)到95.5％。
　　(3)以合成的N-甲基咪唑磺酸離子液體為前驅(qū)物，再以四氯化鋯和對(duì)苯二甲酸為原料，在水熱的條件下合成鋯金屬有機(jī)框架材料（UIO-66），并將磺酸型咪唑離子液體負(fù)載金屬框架材料上，并使用NM

7、R、XRD、SEM、FTIR和BET表征了所制備樣品的結(jié)構(gòu)。在制備生物柴油反應(yīng)中，對(duì)反應(yīng)溫度、時(shí)間、催化劑用量以及甲醇用量進(jìn)行了系統(tǒng)考察，并得到了最佳反應(yīng)條件為：食用油為5g，催化劑用量為50 mg，甲醇用量為5 g，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間為6小時(shí)，生物柴油的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到93.17%。在脫硫反應(yīng)中，對(duì)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量以及n(H2O2)/n(S)摩爾比進(jìn)行了系統(tǒng)考察，并得到了最佳反應(yīng)條件為：2000ppm模擬硫溶液5ml，

8、催化劑用量為400 mg，n(H2O2)/n(S)=7，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時(shí)間為20分鐘，脫硫率可達(dá)到94.4%。
　　(4)以合成[C8H11N2O4]3PMo12O40·2CH3OH·H2O作為催化劑，并通過元素分析、X-射線單晶衍射儀、紅外分析和紫外分析表征了所制備樣品的結(jié)構(gòu)。在制備生物柴油反應(yīng)中，對(duì)反應(yīng)溫度、時(shí)間、催化劑用量以及甲醇用量進(jìn)行了系統(tǒng)考察，并得到了最佳反應(yīng)條件為：食用油為5g，催化劑用量為700mg，甲醇用量