聚离子液体固体酸催化剂的制备及催化甘油乙酰化性能 - 化工进展.pdf

化 工 进 展 2017 年第 36 卷第 7 期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·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。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、催化剂用量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 –07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0104 Synthesis of poly(ionic liquid)s solid acid catalyst and its catalytic performance in glycerol acetylation ZHANG LÜhong ，WANG Ruijin，JIANG Bin ，SUN Yongli ，YANG Huawei （School of Chemical Engineering and Technology，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ） Abstract ：A functional poly(ionic liquid)s （PILs ）solid acid catalyst was prepared through free radical copolymerization of ionic liquids precursor and the subsequent protonation and ion-exchange with concentrated sulfuric acid. The as-prepared acidic catalyst was characterized by FTIR，SEM，TEM ， XPS ，TGA，elemental analysis and potentiometric titration. It was found that the acid PILs had a multi-layer microstructure with favorable thermal stability and high Brønsted acid site density. Its performance was evaluated in the acetylation of glycerol without any water-carrying agent. It exhibited