磷钨酸/磺化聚醚砜/聚酯非织造布复合膜制备、表征及催化酯化性能

石文英，李红宾，覃小红，刘永昌

(1.河南工程学院 纺织学院，河南 郑州 450007；2.天津大学 理学院，天津 300072；3.东华大学 纺织学院，上海 200051)

在生物柴油和相关酯化产业中，如何提高负载型固体催化剂的催化效率和使用寿命是亟待解决的关键问题[1]。聚合物膜催化法[2-3]是一种非均相催化方法，通过膜材料设计可以克服非均相催化剂的不足，实现生物柴油的绿色、高效制备[4-5]。因此，聚合物膜催化法目前已经受到研究人员的广泛关注，是一种极具有开发潜力制备生物柴油的方法。本课题提出将固体酸磷钨酸(HPW)固载在聚合物磺化聚醚砜(SPES)上，聚酯非织造布(NWF)为支撑材料，制备HPW/SPES/NWF复合催化膜，并用此复合催化膜催化油酸与甲醇进行酯化反应制备生物柴油，为高效、清洁、绿色、经济制备生物柴油提供新方法。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、甲醇、油酸、氢氧化钾、聚醚砜(PES)、BASF 3010均为分析纯。

Auto pore IV 9500 V1.07压汞仪；S-4800场发射扫描电镜(FESEM)；Hitachi 7650透射电镜(TEM)。

1.2 复合膜制备

称取一定量实验室自制SPES(磺化度为20.3%)[6]加入到NMP中溶解成均一相后，加入一定量固体酸HPW，搅拌均匀后，静置脱泡，配成铸膜液。在刮膜板上固定好NWF，再将铸膜液均匀倒在NWF一端，用玻璃棒刮成一定厚度均匀的膜，放入蒸馏水中，凝固成型。即制备出HPW/SPES/NWF复合催化膜。

1.3 复合膜结构表征

1.4 复合膜催化酯化反应

图1为膜催化酯化反应流程图。原料油酸和甲醇按比例放入反应釜，反应釜有加热装置。在膜反应器中固定复合膜，原料油酸与甲醇以一定的流速通过膜反应器进行反应。……