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《離子液體催化制備生物柴油的研究進(jìn)展》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、離子液體催化制備生物柴油的研究進(jìn)展摘要：生物柴油作為一種可再生的清潔能源，以其良好的環(huán)境效應(yīng)受到越來越多的關(guān)注。采用離子液體催化制備生物柴油，符合綠色化學(xué)的要求，有著誘人的工業(yè)化前景。綜述了離子液體催化制備生物柴油的優(yōu)勢、機理和現(xiàn)狀。對于存在的問題：離子液體載體效應(yīng)以及多尺度結(jié)構(gòu)對催化活性影響不明確，離子液體催化劑的酸性對催化活性不明確等提出了解決方案，對離子液體催化制備生物柴油的研究方向進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：生物柴油；酯交換；離子液體Abstract：Biodieselhasrecentlyattractedmuchattentionasanenvi
2、ronmentallyfriendlyandrenewableenergy.Ionicliquidsarepromisingcatalystsfortheproductionofbiodiesel，whichmeettherequirementsofgreenchemistryshowingattractiveprospectforindustrialization.Thispaperprovidesareviewontheadvantages，mechanismandcurrentsituationforbiodieselproductioncat
3、alyzedbyionicliquids.Inaddition，themainexistingproblemsforbiodieselproductioncatalyzedbyionicliquidsarealsodiscussed，andpossiblesolutionsfortheseproblemsareproposed.Prospectsforfutureresearchinbiodieselproductioncatalyzedbyionicliquidsarepresented.Keywords：biodiesel；transesteri
4、fication；ionicliquids正文：隨著全球性能源短缺與環(huán)境惡化的日益嚴(yán)重，控制汽車尾氣排放、保護(hù)人類賴以生存的自然環(huán)境戰(zhàn)略的角度出發(fā)，積極探索發(fā)展替代燃料及可再生能源勢在必行，生物柴油就是其中一種[1]。生物柴油是一種新型的、無污染的可再生能源[2]，其燃燒性能可與傳統(tǒng)的石化柴油媲美，燃燒排放出的尾氣中有害物質(zhì)比傳統(tǒng)石化柴油降低50%。因此，生物柴油的研究和應(yīng)用引起世界各國的廣泛關(guān)注[3]。離子液體[4-6]作為一種新型的環(huán)境友好溶劑和液體酸催化劑，它同時擁有液體酸的高密度反應(yīng)活性位和固體酸的不揮發(fā)性，其結(jié)構(gòu)和酸性具有可調(diào)性，催化劑和產(chǎn)
5、物易分離，熱穩(wěn)定性高，其物理化學(xué)性能很大程度上取決于應(yīng)用的陰陽離子種類，是真正意義上可設(shè)計的綠色溶劑和催化劑。采用離子液體組裝固體酸催化劑制備生物柴油，符合綠色化學(xué)的要求，是當(dāng)前國際上公認(rèn)的綠色化學(xué)工藝，成為國內(nèi)外競相開發(fā)的熱點[7-9]，有著誘人的工業(yè)化前景。此外，我國植物油脂資源豐富，原料易得，此生物柴油的發(fā)展還將有望對我進(jìn)展與述評國的農(nóng)業(yè)和能源的發(fā)展起到巨大的推動作用。本文作者結(jié)合近幾年離子液體催化制備生物柴油的研究進(jìn)展，圍繞離子液體催化劑的優(yōu)勢、該體系的反應(yīng)機理和目前該體系存在的問題以及解決的方案等方面展開評述。一、離子液體催化制備生物柴油的
6、優(yōu)勢目前生物柴油的制備方法一般是通過酯交換反應(yīng)生產(chǎn)。酯交換法主要有酸催化酯交換、堿催化酯交換、酶法催化酯交換、多相催化酯交換、均相體系催化酯交換和超臨界酯交換。酶法中甲醇易導(dǎo)致酶失活，且反應(yīng)過程中生成的副產(chǎn)物甘油易附著在脂肪酶表面，使反應(yīng)難以進(jìn)行。傳統(tǒng)的化學(xué)法通常采用強酸（硫酸）或強堿（KOH和NaOH）作催化劑，是均相催化反應(yīng)過程，反應(yīng)條件相對溫和，反應(yīng)速率快，但這些催化劑具有強腐蝕性，反應(yīng)結(jié)束后需對它們進(jìn)行中和和分離等后續(xù)處理，工藝流程長，生產(chǎn)成本增加，還存在廢水和廢渣排放等環(huán)境污染問題[10]。雖然采用非均相固體酸、堿作催化劑可克服均相強酸和強
7、堿催化劑的不足，但非均相催化劑存在催化活性低、反應(yīng)速率慢甚至催化劑失活等問題。植物油酯交換制備生物柴油的催化劑大多采用固體酸和固體堿[11-16]，盡管可以避免液體酸堿的難分離問題，避免了廢水和廢渣排放等環(huán)境污染問題。但是由于生物柴油的原料甲醇和油脂相溶性差，在固體堿催化的酯交換過程中，反應(yīng)體系為液-液-固相界接觸。為提高相界接觸面積，離子液體可用于酯交換過程中，以達(dá)到增溶和催化的目的。離子液體催化劑有一系列優(yōu)良特性，如低蒸氣壓、寬液態(tài)溫區(qū)、與反應(yīng)物具有良好的相溶性、操作處理方便、可循環(huán)使用、分子具有可設(shè)計性、相轉(zhuǎn)移催化等特性[4-5]。離子液體催化
8、反應(yīng)條件溫和，催化劑容易分離且可重復(fù)使用，容易采用自動化連續(xù)生產(chǎn)，對設(shè)備無腐蝕，對環(huán)境無污染，因此采用離子液
