DOI:10.1016/j.cej.2020.125319
選擇電紡聚丙烯纖維（PPF）膜作為接枝離子液體（ILs）的基材，避免了繁瑣的ILs分離和回收。催化膜BILs-g-PPF的制備方法如下：進行長距離動態低溫Ar等離子體流活化，然后將其與雙-SO3H咪唑布朗斯臺德酸性ILs（BILs）[（CH2）3SO3HVIm] HSO4接枝。采用BILs-g-PPF膜催化乙酸與乙醇的酯化反應，首次開發了一種新型多級膜串聯反應器。選擇可提供強活性H+的BILs作為催化劑，由于其高親水性基團而有利于克服化學平衡。PPF膜的三維多孔網絡體系結構提供了高比表面積，可接枝大量的BILs，并增強膜內傳質。研究了最佳反應條件，結果如下：BILs的接枝率為213.5 mol/m3，反應溫度為70℃，酸與醇的摩爾比為1:5，膜通量為21.36 L/（m2·h）。在單級催化膜系統中，酸轉化率在8小時內達到66.24％。該多級膜串聯反應器可以提高反應轉化效率。對于失去了一些陰離子的用過的膜，可以通過使用質量濃度為10％的稀硫酸水溶液浸泡活化來很大程度上恢復其催化性能。所提出的反應動力學模型與進料量和膜結構參數相關，可以很好地預測不同條件下的酯化過程。
圖1.BILs-g-PPF膜的制備過程。
圖2.用于酯化的多級膜串聯反應器。
圖3.PPF和BILs-g-PPF膜的ATR-FTIR光譜。
圖4.PPF和BILs-g-PPF膜的SEM圖像。（a）原始PPF膜，（b）BILs-g-PPF膜
圖5.反應物（M）的摩爾比對乙酸轉化率的影響。酯化條件：70℃
圖6.接枝度（G）對乙酸轉化率的影響。酯化條件：70℃，8h，M為1:5，通量為21.36 L/（m2·h）。
圖7.反應溫度對乙酸轉化率的影響。
圖8.膜通量對乙酸轉化率的影響。酯化條件：70℃，8小時，M為1:5，G為213.5 mol/m 3。
圖9.BILs-g-PPF膜的可重復使用性。
圖10.BILs-g-PPF微孔膜的XPS光譜。a-原始BILs-g-PPF膜；b-催化BILs-g-PPF膜一次酯化；c-再生BILs-g-PPF膜。
圖11.多級BILs-g-PPF膜反應器的催化性能：（■）黑色膜，（●）均相BILs，（▲）單級BILs-g-PPF膜，（◆）兩級BILs-g PPF膜，（▼）三級BILs-g-PPF膜。
圖12.K與G的關系。
圖13.酯化以獲得活化能（Ea）和指數前因子（A）的Arrhenius圖。
圖14.在不同條件下酸轉化率的實驗值與理論值的模型驗證。（a）、（b）和（c）僅更改G；（d）同時改變G和T酯化條件：70℃，M為1:5，通量為87.12 L/（m2·h）。
圖15.膜反應器中酸轉化率的實驗值與理論值的模型驗證。（a）兩級系列和（b）三級系列
