[发明专利]阴离子调控的功能化介孔聚离子固定化脂肪酶催化剂的制备方法及其应用

权利要求书

1.阴离子调控的功能化介孔聚离子固定化脂肪酶催化剂的制备方法，其特征是：

以羧基功能化聚离子液体单体IL-COOH和交联剂二乙烯基苯DVB为单体，偶氮二异丁腈AIBN为引发剂，经自由基共聚制备羧基功能化聚离子液体PIL-COOH-Br，再进行阴离子调控得到带有硫酸根的功能化介孔聚离子液体PIL-COOH-S后将其作为固定化游离脂肪酶的催化剂载体；

所述羧基功能化聚离子液体单体IL-COOH为羧基功能化乙烯基咪唑离子液体IL-COOH。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1)、羧基功能化聚离子液体单体IL-COOH的制备；

将3.06g 0.02mol的3-溴丙酸和1.811g 0.019mmol的1-乙烯基咪唑在20mL无水乙醇中溶解并在75℃下回流24小时，得到第一混合物；然后在低压下蒸馏该第一混合物以除去乙醇，得到具有高粘度的粘稠液体；再加入20mL无水乙腈作为溶剂，强烈搅拌24小时，缓慢沉淀出白色固体，然后离心分离，用乙腈洗涤数次，在50℃下真空干燥24小时，最后得到浅白色固体，就是1-乙烯基-3-丙烷羧酸咪唑鎓，即羧基功能化聚离子液体单体IL-COOH；

步骤2)、羧基功能化聚离子液体PIL-COOH-Br的制备；

将1.235g5mmol的羧基功能化聚离子液体单体IL-COOH、0.716g5.5 mmol的DVB和0.09g0.05mmol的AIBN溶解在含有5mL无水乙醇、5mL水和25mL乙酸乙酯的混合溶剂中，得到第二混合物；然后将第二混合物在80℃下回流24小时，直到形成稳定的白色沉淀物，即为羧基功能化聚离子液体PIL-COOH-Br；

步骤3)、带有硫酸根的功能化介孔聚离子液体PIL-COOH-S的制备；

将羧基功能化聚离子液体PIL-COOH-Br浸入硫酸H₂SO₄稀溶液中，进行Br^-和SO₄^2-的离子交换，反应24小时后产物经离心洗涤干燥，得到了带有硫酸根的功能化介孔聚离子液体PIL-COOH-S；

步骤4)、脂肪酶的固定化；

将猪胰脂肪酶PPL0.1g均匀地分散在含有0.4g PIL-COOH-S的30mL磷酸盐缓冲溶剂PBS中，磷酸盐缓冲溶剂的pH＝7.0，得到第三混合物；第三混合物在25℃下以200转/分的转速下搅拌5小时；吸附后，固定化的脂肪酶催化剂PPL_0.2@PIL-COOH-S用相同的缓冲溶液清洗，并在室温下真空干燥，得到阴离子调控的功能化介孔聚离子固定化脂肪酶催化剂。

3.权利要求1或2所述的阴离子调控的功能化介孔聚离子固定化脂肪酶催化剂在催化大豆油酯交换制备生物柴油中的应用。

4.权利要求1或2所述的阴离子调控的功能化介孔聚离子固定化脂肪酶催化剂的应用方法，其特征是：

转酯化反应在带有水浴锅的15mL反应管中进行；反应体系包括：大豆油0.5g，pH＝7的PBS60μL，固定化酶催化剂PPL_0.2@PIL-COOH-S 0.1g，混合物在40℃下以300转/分进行反应；然后，以11:1的醇油摩尔比通过分步共三次添加甲醇，反应24小时后产物以气相色谱检测生物柴油收率；具体包括：

1)大豆油酯交换制备生物柴油反应测试；

大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油的反应式如下：

转酯化反应在带有水浴锅的15mL反应管中进行；反应体系包括：大豆油0.5g，pH＝7的PBS 60μL，固定化酶催化剂PPL_0.2@PIL-COOH-S 0.1g，混合物在40℃下以300转/分进行反应；然后，以11:1的醇油摩尔比通过分步共三次添加甲醇，24小时反应结束后，以正十六烷为内标，通过高速离心分离取上层清液；通过GC-MS定性检测上清液中的脂肪酸甲酯来确定生物柴油成分，通过气相色谱法检测并计算生物柴油的收率。生物柴油的收率的计算公式如(1)所示

2)催化剂PPL_0.2@PIL-COOH-S稳定性及回收复用性测试；

大豆油转酯化反应结束后，通过离心使得固液分离，所得固体催化剂，用正己烷清洗3次，室温下干燥5h,得到的催化剂再次投入到反应循环使用，测试分析其稳定性及回收复用性。