福州大学邱挺/陈杰团队综述: 酸性离子液体用于反应精馏制备生物柴油

文摘   2024-07-31 09:43   北京  

研究背景

当前,能源危机与环境污染已成为人类面临的两大难题,开发清洁、可再生的化石燃料替代能源受到世界各国极大的关注。其中,生物柴油由于具有可再生性、无毒、无硫和可生物降解等优异性能,被公认为是最有前景的替代燃料之一。

生物柴油是通过甘油三酯与低级醇(甲醇或乙醇)的酯交换反应过程,脱除甘油分子后得到分子量与柴油相近的脂肪酸甲酯或乙酯。然而,该反应通常需要较大的醇酯摩尔比以满足较高的产品收率,面临后续分离负荷高等问题。

反应精馏是将化学反应与精馏分离进行有机的结合,在一个设备中同时完成的一种技术,其优点在于:

  • 第一,化学反应和产品分离同时进行,反应生成的产物被及时分离,促使反应始终在非平衡态下进行,极大提高反应转化率;
  • 第二,省去反应混合物与催化剂的分离过程,极大降低生产成本。因此,若将反应精馏技术应用于合成生物柴油过程,可极大提高该可逆反应的生产效率,并实现生产过程的绿色化。

对于反应精馏制备生物柴油过程,催化剂是核心,其决定了原料要求、转化率、产品收率、反应条件以及后续精制工艺等,从而是当前的研究热点。

论文详情

近日,福州大学邱挺教授陈杰教授带领研究团队应邀综述了酸性离子液体在反应精馏制备生物柴油过程中的挑战与展望。该成果以“Challenges and perspectives on using acidic ionic liquids for biodiesel production via reactive distillation”(《酸性离子液体在反应精馏制备生物柴油过程中的前景与挑战》)为题,发表在英国皇家化学会期刊  Green Chemistry 上。



该工作综述了离子液体、负载型离子液体、两亲性离子液体等在生物柴油制备中的催化性能。探讨了离子液体基催化材料在反应精馏制备生物柴油中的优势及存在的问题,提出了现有反应精馏制备生物柴油工艺存在的问题,展望了用于制备生物柴油的离子液体基催化剂和反应精馏工艺的发展方向,强调了如何建立高催化活性和分离效率的反应精馏系统。这无论是对发展新型离子液体催化剂的制备方法和扩展离子液体的催化应用领域,还是对研究开发高效、绿色的生物柴油反应精馏新技术均具有重要的理论意义和工程应用价值。

论文信息

  • Challenges and perspectives on using acidic ionic liquids for biodiesel production via reactive distillation
    Zhaoyang Qi, Rongkai Cui, Hao Lin, Changshen Ye, Jie Chen*(陈杰,福州大学) and Ting Qiu*邱挺,福州大学)
    Green Chem., 2024, 26, 7718-7731
    http://doi.org/10.1039/D4GC01526F

作者简介

齐兆洋 副研究员
清源创新实验室

本文第一作者,清源创新实验室特聘副研究员,硕士生导师,反应精馏技术福建省高校工程研究中心、绿色化工过程创新团队成员,长期从事绿色催化剂的合成、反应精馏技术研发与产业化应用、电子化学品(气、液、固)纯化等工作,参与和主持了国家自然科学基金重大研究计划培育项目、泉港区科技特派员创新创业项目和横向课题等 10 余项,在国内外权威期刊发表学术论文 20 余篇,授权发明专利 20 余件。







崔荣凯 博士研究生
福州大学
本文共同第一作者,福州大学在读博士研究生,师从邱挺教授,主要研究方向为功能化多孔材料的设计制备及其在催化中的应用。








陈杰 教授
福州大学
本文通讯作者,教授,福州大学化工学院化工系副主任。主要从事离子液体基催化材料设计及构效关系研究、面向光刻胶树脂单体提纯的聚合物吸附分离技术研究,开发了基于苯胺、苯酚的(聚)离子液体/固体催化材料以及多孔共轭聚苯胺、共轭聚合物/氧化物复合物和生物基膜等重金属离子吸附材料。先后主持了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、省部级基金和横向研究等课题近10 项,以第一作者和通讯作者身份在 Angew. Chem. Int. Ed., AIChE J., J. Mater. Chem. A, Green Chem. 等高水平期刊上发表论文近 50 篇,授权国家发明专利 20 余件,相关成果获 2022 年福建省科技进步二等奖、2021 年陕西省环境保护科学技术奖特等奖、2021 年陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖一等奖等。入选福建省高层次人才 (C类),福州大学“旗山学者”等人才项目,担任国内高水平期刊 Chinese Journal of Chemical Engineering (中国化工学会会刊)、Chinese Chemical Letters (中国化学学会会刊) 青年编委。








邱挺 教授
福州大学
本文通讯作者,教授,博士生导师。享受国务院政府特殊津贴专家,国家“万人计划”科技创新领军人才,科技部中青年科技创新领军人才,侯德榜化工科技创新奖获得者,全国石油和化工行业优秀技工作者,宝钢教育基金优秀教师奖获得者,福建省科技创新领军人才,福建省杰出青年基金获得者,福建省新世纪优秀人才,福州大学教学名师。长期从事绿色催化剂的设计与合成以及反应精馏技术研发与产业化应用、电子化学品制造等领域研究工作。先后主持承担国家重点研发计划课题、国家重大研究计划培育项目、国家自然科学基金、国家科技部国际合作专项、福建省杰出青年基金及企业横向课题等 100 余项科研项目的研究工作,在 AIChE J.、Chem. Eng. Sci.、J. Mater. Chem. A、Green Chem. 等国内外权威刊物上发表相关论文 200 余篇,申请专利近 200 余件,授权发明专利 100 余件。获得福建省科学技术进步奖一等奖(排名第一)等多项科技奖项。

相关期刊

Cutting-edge research for a greener sustainable future

rsc.li/greenchem

Green Chem.

2-年影响因子*9.3
5-年影响因子*9.3
JCR 分区*Q1 化学-多学科
Q1 绿色可持续科技
CiteScore 分16.1
中位一审周期35 


Green Chemistry 专注于绿色化学和可持续性替代技术的最前沿,报道的跨学科研究工作致力于构建对生物和环境友好的技术基础,以期减少化学生产对环境的影响。该刊发表的原创性研究成果代表了绿色化学研究领域的重大进展,具有广泛的吸引力。该刊的论文必须将所报道的新方法与现有方法进行比较,并证明新方法具有的优势,特别是在减少或消除对环境的不良影响方面。

Chair
  • Javier Pérez-Ramírez
    🇨🇭 苏黎世联邦理工学院

Associate editors
  • Aiwen Lei (雷爱文)
    🇨🇳 武汉大学

  • Magdalena Titirici
    🇬🇧 伦敦帝国理工学院

  • Keiichi Tomishige
    🇯🇵 东北大学

  • Luigi Vaccaro
    🇮🇹 佩鲁贾大学

Editorial board members

  • André Bardow
    🇨🇭 苏黎世联邦理工学院

  • Jean-Paul Lange
    🇳🇱 特文特大学/壳牌

  • Serenella Sala
    🇮🇹 欧盟委员会联合研究中心

  • Laurel Schafer
    🇨🇦 不列颠哥伦比亚大学

  • Helen Sneddon
    🇬🇧 约克大学

  • Charlotte Williams
    🇬🇧 牛津大学

  • Tao Zhang (张涛)
    🇨🇳 中科院大连化物所

* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

 CiteScore 2023 by Elsevier

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