2.2.1 離子液體(IL)樣品製備
本研究中,選擇三種常見並且可經過較簡易的合成及純化過程而 得的離子液體做為陽離子來源,並以常見的有機酸或無機酸做為陰離 子,製成四種不同陽離子系列的離子液體。
2.2.1.1 MIMPS 系列離子液體
將 0.1 mol 1,3-丙烷磺內酯溶於 30 mL 乙酸乙酯中,在冰浴環境 下滴加 0.1 mol 的 1-甲基咪唑,完全加入後,升溫至 35 oC 繼續反應 2 小時。反應結束後,過濾並用乙酸乙酯洗滌濾淨 3 次,100 oC 下烘乾 3 小時,得白色固體 1-甲基-3-(丙基-3-磺酸基)咪唑鹽,稱之為 MIMPS。
然後將 MIMPS 溶於水中,常溫下加入等莫耳不同種類的酸(硫酸、鹽 酸、磷酸、對甲苯磺酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸)並均勻攪拌,之後 緩慢升至 90 oC 反應 2 小時,結束後以甲苯洗滌 3 次,並真空除水 3 小時,得到相對應的離子液體,依序命名為[MIMPS]HSO4、[MIMPS]Cl、
[MIMPS]H2PO4 、 [MIMIPS]TsOH 、 [MIMPS]CF3COO 及 [MIMPS]TFMS。
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2.2.1.2 TEAPS 系列離子液體
將 0.1 mol 的三乙胺和 0.1 mol 的 1,3-丙烷磺內酯溶於 20 mL 水中,
在 60 oC 加熱下反應 24 小時,反應後以減壓濃縮除去水和未反應的 反應物,得到白色固體。再以甲醇和乙酸乙酯 3:4 混和溶劑進行再 結晶,洗滌並抽濾 3 次,80 oC 下乾燥 4 小時得到 3-(triethylamine- N-yl)-propane-1-sulfonate,稱之為 TEAPS。
將 TEAPS 溶於水中,常溫下加入等莫耳不同種類的酸(硫酸、鹽 酸、磷酸、對甲苯磺酸、三氟乙酸)並均勻攪拌,之後緩慢升至 80 oC 反應 8 小時,反應結束後在 70 oC 下減壓濃縮除去多餘的水,得到相 對 應 的 離 子 液 體 , 依 序 命 名 為 [TEAPS]HSO4、 [TEAPS]Cl 、 [TEAPS]H2PO4、[TEAPS]TsOH 及[TEAPS]CF3COO。
2.2.1.3 Bmim 系列離子液體
分別秤取 0.1 mol [Bmim]Cl 和 0.11 mol 研磨過的 NaBF4,加入 100 mL 丙酮,在室溫機械攪拌 48 小時,過濾除去多餘 NaBF4,濾液經減 壓濃縮除去丙酮,可得黃色黏稠離子液體,稱之為[Bmim]BF4。 另外,針對[Bmim]Cl 另外添加不同比例 ZnCl2,合成以 Zn 為陰 離子中心的離子液體,命名為[Bmim]Cl-kZn,k 為所加入 ZnCl2所佔 之莫爾分率,k = 0.0、0.1、0.25、0.3、0.35、0.4、0.5 及 0.6。
2.2.1.4 可調控 B 酸-L 酸共存離子液體觸媒
6-12 小時,反應後之固體粉末以乙酸乙酯洗滌三次後真空(≦76 torr) 乾燥,此離子液體前驅物 pyridinium propyl sulfobetaine,稱之為 PPS。47
將 5.76 g 磷鎢酸(HPW;H3PW12O40)溶於 50 mL 去離子水與 PPS 於 90 oC 下反應 24 小時,將產物移除水後以乙醚洗滌三次並真空乾 燥,得到離子液體負載雜多酸觸媒,命名為 PPS-HPW IL。並經由計 算調控 PPS/HPW 之比例以相同方法製備不同 HPW 負載量之離子液 體,記為[PPSH]xH3-xPW12O40。
2.2.2 磷鎢酸負載離子液體修飾 SBA-15 樣品製備
先將 18.6 mL 3-氯丙基三甲氧基矽烷和 8 mL 甲基咪唑在氮氣系 統,於 120 oC 下反應 24 小時可得 1-methyl-3-(trimethoxysilylpropyl) -imidazolium chloride 離子液體(IL)。之後,取 0.19 克的離子液體和 1.7 克 SBA-15 混和於 100 mL 甲苯中,在氮氣系統、80 oC 加熱迴流 24 小時。將產物(稱之為 IL/SBA)粉末過濾水洗並隔夜烘乾。
取烘乾後的 IL/SBA 0.5 克加入不同量(0.4 ∼ 2.5 g)的磷鎢酸(HPW;
H3PW12O40)的乙醚溶液 50 mL,在室溫環境下攪拌 4 小時後用乙醚過 濾清洗產物並烘乾,可得到含不同 HPW/IL 摩爾比之磷鎢酸負載離子 液體修飾 SBA-15 觸媒樣品,將之命名為 z-HPW-IL/SBA,z 代表所負 載之 HPW/IL 摩爾比(mol/mol)。
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