专利名称：一种咪唑阴离子型碱性离子液体催化制备生物柴油的方法
技术领域：
本发明涉及一种咪唑阴离子型碱性离子液体催化制备生物柴油的方法，属于绿色环保新能源生产技术领域。
背景技术：
随着全球性能源短缺与环境恶化的日益严重，控制汽车尾气排放，保护人类赖以生存的自然环境成为目前人类急需解决的问题。从环境保护和资源战略的角度出发，积极探索发展替代燃料及可再生能源势在必行，生物柴油就是其中一种。对于生物柴油的合成， 开发高效催化剂至关重要。国内外生物柴油生产过程中，还是以传统碱(Κ0Η或NaOH)催化酯交换为主，反应条件温和，反应时间短，但这种传统强碱腐蚀设备、难以回收再利用及对环境造成严重的危害。对于传统碱催化剂所带来的各种问题，离子液体因其绿色环保、稳定性好、易重复利用等特性引起人们的关注。
随着对离子液体研究的不断深入，有学者在离子液体的阴、阳离子中引入含有碱性的特定官能团，可合成碱性离子液体，作为催化剂广泛应用于各类催化反应。2006年， 贝尔法斯特女王大学公布了关于碱性离子液体作为化学催化剂的专利(W0 2006072775)。 2011年，张锁江报道了碱性离子液体的制备及应用于酸性气体C02、SO2的吸收，吸附和脱附效果良好(CN 102126968A)。对于碱性液体作为催化剂催化制备生物柴油也有研究张爱华等(AppliedChemicalIndustry, 2009, 38 (2) :167 170)合成了新型喊性离子液体[Bmim] 0H,将其应用于催化蓖麻油制备生物柴油，经条件优化，最高产率可达95 % 以上；2012年，王海军公开发明了一种新型双核碱性离子液体催化制备生物柴油的方法 (CN 102492559A)。上述报道的碱性离子液体都属于0H_型阴离子的离子液体。陈学伟等 (Chinese Journal of Catalysis, 2008, 29 (10) :957 959)等在合成一种咪唑阴离子型喊性离子液体[bmim] Im及催化Knoevenagel缩合反应时指出咪唑阴离子型碱性离子液体热稳定性优于0H—型阴离子碱性离子液体。在这里，将咪唑阴离子型碱性离子液体作为催化剂用于制备生物柴油尚属首次。发明内容
本发明的目的在于提供一种咪唑阴离子型碱性离子液体催化制备生物柴油的方法，以该方法合成生物柴油具有催化活性高，工艺简单，能耗低，催化剂热稳定性好、腐蚀性小、易回收再利用等特点。
本发明通过下述技术方案加以实现的，以胆碱咪唑盐、N-三乙基-N- 丁基铵咪唑盐、I-丁基-3-甲基咪唑咪唑盐、双-(3-甲基-I-咪唑)亚丁基双咪唑盐为催化剂，催化剂用量I 5%，反应时间O. 5h 5h，醇油摩尔比4 : I 14 : 1，反应温度常压下30 65。。。
上述咪唑阴离子型碱性离子液体催化剂的结构式如下所示
权利要求
1.一种咪唑阴离子型碱性离子液体为催化剂催化制备生物柴油的方法，其特征在于将大豆油加入到三口圆底烧瓶，水浴下预热至设定温度，再将一定量催化剂和甲醇的混合溶液加入三口圆底烧瓶中，常压下回流反应一段时间后在冰浴下迅速冷却至室温，移入分液漏斗静止分层。上层相生物柴油(脂肪酸甲酯)和微量甲醇，经真空蒸馏回收甲醇，再采用气相色谱进行产率分析；下层相甘油、催化剂、过量甲醇，经真空蒸馏回收甲醇，再采用萃取技术分别回收催化剂和甘油。
2.按权利要求I所述方法，其特征在于采用咪唑阴离子型碱性离子液体作为催化剂，所述咪唑阴离子型碱性离子液体的阳离子包括胆碱类、胺类、单核咪唑类、双核咪唑类。
3.按权利要求I所述方法，其特征在于催化剂用量I 5%，反应时间0.5 5h，醇油摩尔比4 : I 14 : I，反应温度常压下30 65 °C。
4.按权利要求I所述方法，其特征在于咪唑阴离子型碱性离子液体为胆碱咪唑盐、N-三乙基-N-丁基铵咪唑盐、I-丁基-3-甲基咪唑咪唑盐、双-(3-甲基-I-咪唑)亚丁基双咪唑盐。
5.按权利要求I所述方法，其特征在于所述甲醇的回收方式为真空蒸馏，催化剂和甘油的回收方式为溶液萃取。
6.按权利要求I所述方法，其特征在于酯交换过程为水浴加热，迅速终止反应方法为冰浴冷却。
全文摘要
本发明公开了一种咪唑阴离子型碱性离子液体催化制备生物柴油的方法。离子液体催化剂的阳离子包括胆碱类、胺类、单核咪唑类、双核咪唑类。将一定量的大豆油加入到三口圆底烧瓶中并在磁力搅拌下水浴预热至设定温度(30～65℃)，再将一定量催化剂(1～5％)，一定量甲醇(n醇∶n油＝4∶1～14∶1)混合溶液加入三口圆底烧瓶中，继续常压下反应0.5～5h。咪唑阴离子型碱性离子液体具有催化剂活性高，热稳定性好、腐蚀性小、易回收再利用等特点。
文档编号C11C3/04GK102978012SQ201210451578
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者张萍波, 杨静, 范明明, 蒋平平, 韩秋菊 申请人:江南大学