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摘要
离子液体在催化制备生物柴油中具有很大的作用,它能提高酶催化体系酶的催化活性和选择性,具有不腐蚀设备、不污染环境,能够重复使用的优点。不同类型的离子液体在生物柴油合成中的应用不同。离子液体种类繁多,通常由有机阳离子和无机或有机阴离子组成,阳离子主要由咪唑阳离子、吡啶阳离子、一般的季铵阳离子、季鏻阳离子、噻唑阳离子等构成,而阴离子通常由***铝酸根、***硼酸根及***磷酸根等组成,改变阳离子/阴离子的不同组合,可以设计合成出不同的离子液体。其具体合成方法将在本文中详细探讨。传统化学法合成生物柴油通常采用强酸或强碱等均相催化剂,强酸催化剂一般存在比较大的缺点,且反应结束后需进行后续处理,使得工艺流程长,生产成本增加,存在环境污染问题。为克服这些问题,可以将这些催化剂溶解到离子液体中,这种两相催化体系综合了固体催化剂温和的反应条件和离子液体催化剂易于回收利用、分离的优点。
生物柴油作为一种石油资源的绿色替代品,一直备受世界各国重视。发展生物柴油符合未来世界的能源安全和可持续发展,我国对生物柴油产业的发展也非常重视,因此研究探讨离子液体在生物柴油合成中应用具有非常重大的意义。
引言
近些年来,随着全球经济的快速发展,全球性能源短缺与环境恶化日益严重,控制汽车尾气排放、保护人类赖以生存的自然环境以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。生物燃料作为一种能源越来越受到人们的关注,生物柴油就是其中一种[1]。生物柴油属于一种新型清洁、无污染的可再生能源[2],是优质的石油、柴油替代品,其燃烧性能可与传统的石油、柴油媲美。也是一种典型“绿色能源”,其可生物降解、为可再生资源、无毒、可燃烧完全的环境友好型燃料。大力发展生物柴油对经济可持续发展,推进能源替代,舒缓环境压力,控制大气污染具有极为重要的战略意义[3]。因此,生物柴油的研究和应用引起世界各国的广泛关注。
2. 本论

离子液体在室温或室温附近温度下呈液态,又称为室温离子液体[5]、室温熔融盐、有机离子液体等。最早的离子液体可以追溯到1914年,[EtNH3][NO3](熔点12℃)就是离子液体的雏形[6]。具有优异的化学和热力学稳定性,较宽的温度范围,对有机及无机化合物有很好的溶解性,室温下几乎没有蒸汽压。离子液体不仅可以作为一种新型的环境友好溶剂应用于在生物柴油的合成中,而且可以作为绿色催化剂在生物柴油的合成中应用。它作为催化剂同时具有:液体催化剂的高密度反应活性位;固体催化剂对环境友好的特点;结构和催化活性具有可调性,催化剂和产物易分离;热稳定性高等。其物理化学性质在很大程度上取决于应用的阴阳离子种类,是真正意义上可设计的绿色溶剂和催化剂
[7]。与传统的工业有机溶剂相比,由于其几乎不可测出的蒸汽压,不挥发,无污染,故也称之为“绿色溶剂”[8]。
进入世纪,离子液体的研究开始从对水和空气稳定体系向功能化发展即根据离子液体性质可调的特性,从特定的需求出发,设计合成具有特定性质和功能的离子液体,如碱性或酸性离子液体,具有特殊官能团的离子液体,具有特殊溶解性的离子液体,含和氨基酸的离子液体等。而离子液体的应用领域,也从最初的电化学、催化化学、有机合成迅速发展到纳米材料、资源环境、生物医学等领域。