[发明专利]一种离子液体及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及生物柴油制备技术领域，具体公开一种离子液体及其制备方法和应用。所述离子液体由式Ι所示的烯丙基吡啶氯盐和金属氯化物制备而成。所述生物柴油的制备方法包括：将黄连木种子破碎，得黄连木种子粉；向所述黄连木种子粉中加入所述离子液体和石油醚，加热至40℃‑50℃，搅拌提取40min‑50min，将提取物中的石油醚旋蒸去除，加入短链醇，混合均匀，于40℃‑50℃反应90min‑100min，得生物柴油。本发明可以实现以黄连木种子为原料一锅法制备生物柴油，极大地简化了生物柴油的制备工艺，还显著减少了有毒溶剂石油醚的使用，降低了除去体系中石油醚的能耗，且生物柴油的收率可达到97.3％‑99.6％。

技术领域

本发明涉及生物柴油制备技术领域，尤其涉及一种离子液体及其制备方法和应用。

背景技术

生物柴油是以动植物油脂与短链醇(如甲醇或乙醇等)经酯交换反应制得的脂肪酸单烷基酯，最典型的生物柴油为脂肪酸甲酯，其物理、化学性质与柴油燃料相似，发动机可以不经任何改动直接使用。生物柴油具有污染物排放低，分解性好的特点，是理想的可再生能源，受到世界各国政府的重视。由于我国人均占有及消费的动植物油脂很低，开发种植油料林木作为生物柴油的原料是十分必要的。黄连木耐干旱、盐碱，适合在各类土壤生长，果实含油量高，是一种优良的木本油料树种。黄连木种子油中富含的棕榈酸、亚脂肪酸、脂肪酸与硬脂酸是理想的生物柴油原料，因此，大力发展黄连木的种植，并高效提取黄连木种子油对于生物柴油的应用具有十分重要的意义。

工业上多采用液体酸和碱相结合的酯化-酯交换两步法催化生产生物柴油。其优点是反应速度快、时间短、转化率高、成本较低等，然而均相催化酯交换反应存在着催化剂难以分离回收再利用、副反应多和乳化现象，酯化反应结束后的中和、水洗会产生大量的工业废水，造成环境污染等严重问题。固体酸碱非均相催化剂解决了传统催化剂难分离、对环境污染大的问题，但是，反应为非均相反应传质速率较慢，造成了反应活性低、反应速率慢，较难实现工业化生产。目前，有文献报道采用离子液体作为酯交换反应的催化剂，催化油脂与甲醇反应制备生物柴油。但是，选择传统离子液体作为催化剂，需要使用纯度较高的油脂。因此，这就要求首先要对黄连木种子油进行提取，且提取后需要除去黄连木种子油中的提取溶剂和残渣，才能将黄连木种子油应用于生物柴油制备，操作繁琐，能耗较高，极大地限制了生物柴油的生产效率。因此，有必要研发一种工艺简单且收率较高、能耗低的生物柴油的制备工艺。

发明内容

针对现有技术中以黄连木种子油制备生物柴油的方法存在的操作繁琐、反应效率低以及反应成本高的问题，本发明提供一种离子液体及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种离子液体，由式Ι所示的烯丙基吡啶氯盐和金属氯化物制备而成；

优选的，所述过渡金属氯化物为氯化锌或氯化铝。

优选的，所述离子液体由式Ι所示的烯丙基吡啶氯盐和氯化锌制备而成。

本发明以烯丙基吡啶氯盐和金属氯化物为原料，形成化学稳定性良好的离子液体，原料来源广泛，绿色环保，有助于扩展制备的离子液体的适用范围。

优选的，所述烯丙基吡啶氯盐与金属氯化物的摩尔比为1:1.0-1.1。

优选的，所述烯丙基吡啶氯盐的制备方法包括如下步骤：惰性气氛下，将吡啶和氯丙烯加入乙醚中，混合均匀，加热至60℃-70℃反应20h-24h，抽滤，洗涤，干燥，得烯丙基吡啶氯盐。

进一步优选的，所述吡啶与氯丙烯的摩尔比为1:1.0-1.1。

进一步优选的，所述乙醚与吡啶的体积比为1.1-1.3:1。

需要说明的是，本发明中所述惰性气氛由本领域常见的惰性气体提供，如氮气、氩气等。