磷鎢酸離子液體催化劑

隨著化石能源的短缺、石油價格的上升及汽車尾氣排放引起的環境污染日益嚴重，人們迫切需要尋找新型的替代能源。這其中，生物柴油因為其具有可再生性和低排放性而引起人們的關注。

生物柴油是以油料植物、動物油脂和廢棄食用油等為原料通過酯交換反應得到的脂肪酸甲酯燃料。通常採用多相無機酸和堿作為酯交換反應的催化劑。無機酸和無機堿等無機酸儘管具有價格優勢、產物收率高、但都存設備腐蝕及廢水污染環境等問題。此外,市場中還出現過生物酶催化劑,但是酶這類型的催化劑價格高、反應時間長、反應產率低，

近年來，以磷鎢酸為代表的雜多酸類催化劑已廣受歡迎，它具有良好的催化性能，不僅具有酸催化性能，還具有氧化還原催化性能。此外雜多酸結構穩定，可以用在均相或者非均相催化環境，也可以和相轉移催化劑共同使用，對環境無污染，對設備腐蝕性小，是一種很有發展前途的綠色催化劑，許多的研究和應用是基於磷鎢酸的合成來衍化的，例如有學者提出的一種磷鎢酸離子液體催化劑。該催化劑可用於製備生物柴油，其過程包括：

一、將1,3-丙烷磺內酯溶於丙酮中，1,3-丙烷磺內酯與丙酮的品質比為1:5，在冰浴條件下用滴液漏斗向反應器中邊攪拌邊逐滴加入嗎啡啉，反應1h後生成的白色固體用溶劑丙酮洗滌3次，乾燥後得到中間體1-(3-磺丙基)嗎啡啉。將中間體1-(3-磺丙基)嗎啡啉加入磷鎢酸水溶液中，1-(3-磺丙基)嗎啡啉與磷鎢酸的摩爾比為3:1，常溫反應24h，將所得產物經減壓蒸餾除去水，剩餘固體放入真空乾燥箱中乾燥至恒重，即得到最終產物1-(3-磺丙基)嗎啡啉磷鎢酸鹽。

二、將大豆油和甲醇按照摩爾比1:14的比例加入帶有回流冷凝裝置的三口燒瓶中，再加入品質為大豆油品質的5％的磷鎢酸離子液體。在反應溫度65℃， 常壓下反應8h。反應結束後將混合物轉入分液漏斗中，靜置分層，分液。上層主要為生物柴油，將生物柴油水洗，乾燥至恒重，然後通過氣相色譜分析其組成並計算生物柴油收率為96.4％。

雜多酸鹽由於其在反應過程中是多相催化反應，使其回收和催化劑再生變得非常容易。結合離子液體和雜多酸的優點，將雜多酸的陰離子與離子液體的基團結合，不僅可以調節雜多酸的催化性能，而且克服了昂貴的雜多酸均相催化劑回收困難、易流失造成的環境污染以及不利於工業化生產應用等問題，將其應用於酯交換反應製備生物柴油具有很大的工業應用前景。

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