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摘 要

酸性离子液体是一种新型的环境友好溶剂和液体酸催化剂，它具有高密度和不挥发性。它的结构和酸性可以调节，而且产品易于分离，热稳定性高，是一种真正意义上的绿色溶剂和催化剂。因为离子液体可以取代传统催化剂，所以近年来人们把焦点集中在离子液体催化剂上面。离子液体已应用于许多领域，如有机化学、生物化学、电化学等。有很多种，可以根据不同的需要调节物理和化学性质。因此，离子液体的研究与开发，将为“绿色化学”和“绿色技术”开辟新的道路。

本实验通过聚合法制备了P(DVB-VIL_S)HSO₄ ,我们用FT-IR , TEM表征了P(DVB-VIL_S)HSO₄ , 结果显示反应生成了大量的酸性聚离子液体。同时该聚合物在制备生物柴油中显示了非常好的催化活性。

关键词：生物柴油；酸性聚离子液体；聚合法；红外

Abstract

Acidic ionic liquid is a new kind of environment friendly solvent and liquid acid catalyst, it has the high density reaction active site of liquid acid and solid acid. Its structure and acid can be adjusted, and the product is easy to separate, high thermal stability, is a real sense of the design of green solvents and catalysts. Therefore, the ionic liquid has the tendency to replace the traditional catalyst, which has attracted much attention in recent years. Ionic liquids have been applied to many fields, such as organic chemistry, biochemistry, electrochemistry and so on. There are many kinds, which can adjust the physical and chemical properties according to different needs. Therefore, the research and development of ionic liquids will open up a new way for "green chemistry" and "green technology".

In this experiment, P (DVB-VIL_S) HSO₄ was prepared by polymerization. We used FT-IR and TEM to characterize the P (DVB-VIL_S) HSO₄. The results showed that the reaction produced a large amount of acidic ionic liquid. At the same time, the polymer showed very good catalytic activity in the preparation of biodiesel.

Key words : Biodiesel；Acidic ionic liquid；Polymerization method；Infra-red

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1生物柴油背景 1

1.2生物柴油 1

1.2.1 生物柴油的性质 2

1.2.2 生物柴油的原料 2

1.3离子液体 4

1.3.1 离子液体的分类 4

1.3.2 离子液体的性质 4

1.3.3 离子液体的合成 4

1.3.4 离子液体的应用 5

1.4离子液体的固化 6

1.4.1离子液体固化含义 6

1.4.2载体的选择 6

第二章 实验与表征部分 8

2.1 化学试剂及仪器 8

2.1.1 化学试剂 8

2.1.2 实验仪器 8

2.2离子液体P(DVB-VIL_S)HSO₄的制备及其性质表征 9

2.2.1 VIL_S的合成 9

2.2.2 P(DVB-VIL_S)HSO₄的合成 9

2.2.3结果与讨论 9

2.3聚离子液体催化制备生物柴油的研究 11

2.3.1 生物柴油的制备 11

第三章 结论与展望 14

3.1 结论 14

3.2 展望 14

参考文献 15

致 谢 19

第一章 绪论

1.1生物柴油背景

能源不仅仅是现代经济和社会发展的必要物质基础，也是当前社会经济、环境与发展的重要制约因素。随着世界经济的转型与发展、人口的增加和人民生活水平的不断提高，世界能源消耗量日益增大，而传统化石能源的储量有限。除了化石能源的储备危机，其使用产生大量的二氧化碳、粉尘、含硫氧化物等诸多污染环境的因素。由此带来的能源短缺问题、资源争夺问题以及环境破坏问题倒逼世界各国进行可再生能源的开发及能源结构的调整。习近平主席在2015年巴黎气候大会上承诺：“2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右”。我们因为要实现如此伟大的目标，国家的发展改革委员、外交部、商务部向世界上所有国家发布了《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》 ，其中发展可循环使用、绿色无污染的化石能源替代品已成为当前人类社会最为重要且亟待解决的研究课题之一。

由于世界各国政府与广大民众对环境污染的重视以及石油、煤炭等不可再生化石燃料急剧减少的现状，化石能源的替代品生物柴油作为重要的清洁能源，其地位日趋显著。由于其市场需求量大于产品供应量，导致其生产工艺与成品必须向着节约能源、生产效率高、清洁无污染、生产成本低、自动化程度高、大批量化生产等方向发展。目前广泛使用的第二代生物柴油，由于其对原材料的适应性很强和化石燃料在微观结构、元素组成、物化性能等衡量燃料性能的关键因素上差异性极小，且其生产过程与过程、使用方法均比化石燃料更加便捷方便。因此，国内外著名学者对其生产工艺的研究急剧增加。

1.2生物柴油

生物柴油又称脂肪酸甲酯，是由动植物油或各种废油脂和其他油脂通过酯交换传递生成的脂肪酸类物质。生物柴油是生物质能的一种，具有良好的润滑性且含硫量很低。

1.2.1 生物柴油的性质

粘度表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，是衡量流体流动性的指标。生物柴油的粘度与天然柴油相差较大，因为在粘度上植物油往往比甲酯高出一个数量级。为了使生物柴油更好的适用于压燃是发动机上，必须要将其生物柴油经过甲酯化使得其粘度接近天然石油^[1]。由于粘度的大小会直接影响其雾化性能，粘度过高将会使燃烧不完全产生更多的温室气体、降低燃料使用率、导致机器不能运作。

因为物柴油的使用温度，所以对流动性要求很高。，如果温度低李东兴比较差，在低温下运行会因温度过低而产生胶凝甚至冻结的现象，从而导致过滤器堵塞使得发动机以无法正常供油而被迫停止工作。燃料过滤的限度根据低温流动性中的冷滤点来定义，在生物柴油以及石油燃料中比浊点更有关联度。除此之外，生物柴油碳链的饱和程度影响着生物柴油低温流动性的优劣并呈一定的函数关系，饱和度和低温流动性呈反比^[2]。

1.2.2 生物柴油的原料

（1）食用油

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