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第 1 期 朱广琪，等: Ce 改性硅钨酸催化制备月桂酸单甘酯 ·79·

2.3.2 催化剂用量对月桂酸单甘酯产率的影响 为，随着反应体系温度的升高，反应物分子间运动
在甘油与月桂酸物质的量比为 4，反应温度 加剧，有效碰撞机会增多，反应速率加快，转化率
423 K，反应时间 120 min 时，不同催化剂用量对 增加，GML 产率增加；反应温度为 423 K 时，GML
GML 产率的影响见图 6。 产率最大，为 78.4%；进一步增加反应温度，月桂
酸转化率增加，此时 GML 发生进一步酯化生成
GDL，使得 GML 产率降低。因此，从降低能耗及
GML 产率角度考虑，反应温度选择 423 K。
2.3.4 反应时间对月桂酸单甘酯产率的影响
在甘油与月桂酸物质的量比为 4∶1、催化剂用
量 4%、反应温度 423 K 条件下，考察了反应时间对
GML 产率的影响，结果见图 8。

图 6 催化剂用量对月桂酸单甘酯产率的影响
Fig. 6 Effect of catalyst dosage on the yield of GML

由图 6 可见，催化剂用量在 2%~6%内变化时，
月桂酸转化率先迅速增加后基本保持不变，而 GML
的产率呈现先增加后下降的趋势。在催化剂用量为
4%时，GML 产率达最大值，为 78.4%。酯化反应是

一类酸催化反应，固体酸性催化剂用量的增加，使
得反应体系中有效酸性活性中心数增加，有助于酯 图 8 反应时间对月桂酸单甘酯产率的影响
Fig. 8 Effect of reaction time on the yield of GML
化反应进行；继续增加催化剂用量，催化活性中心
数目进一步增加，深度酯化及酯解等副反应增加，
由图 8 可见，月桂酸转化率随着反应时间的延
生成更多的 GDL，从而导致 GML 的选择性降低，
长而增加。当反应时间为 120 min 时，GML 的产率
GML 产率下降。所以，综合考虑 GML 产率和实验
达到最大，为 78.4%。继续延长反应时间，GML 的
成本，选择催化剂用量为 4%。
产率下降。这是因为月桂酸与甘油酯化反应是连串
2.3.3 反应温度对月桂酸单甘酯产率的影响
反应，目标产物 GML 是中间产物，随着反应时间
通常情况下，提高反应温度可增加化学反应的
延长，中间产物产率先增大后减少，而终端产物
速率。在甘油与月桂酸物质的量比为 4∶1、催化剂
GDL 产率持续增大。所以，从反应速率和 GML 产
量 4%、反应时间 120 min 时，考察了反应温度对
率考虑，将反应时间控制在 120 min 为宜。
GML 产率的影响，结果见图 7。 根据以上分析可知，以 Ce 1/3 H 3 SiW 12 O 40 为催化

剂，在甘油与月桂酸物质的量比为 4∶1、催化剂用
量为月桂酸质量的 4%、反应温度 423 K、反应时间
120 min 条件下，GML 产率可达到最大值（78.4%）；
与催化剂黑曲霉脂肪酶（GML 产率 70%）、固体超
强酸 Nafion-H（GML 产率 64.1%）、功能化离子液
体[MIMBS][PTSA]（GML 产率 64.59%）相比 [5,37-38] ，
以 Ce 1/3 H 3 SiW 12 O 40 为催化剂 GML 产率更高。所以，
Ce 1/3 H 3 SiW 12 O 40 可被看作是一种较为高效的酯化反
应催化剂。

2.4 Ce 1/3 H 3 SiW 12 O 40 催化制备月桂酸单甘酯动力
图 7 反应温度对月桂酸单甘酯产率的影响
Fig. 7 Effect of reaction temperature on the yield of GML 学研究
基于 2.3 节中单因素的实验结果，在甘油与月
由图 7 可见，随着反应温度的升高，月桂酸的 桂酸物质的量比为 4∶1、催化剂用量为月桂酸质量
转化率增加，而 GML 产率先增大后减小。这是因 4%的条件下，将温度依次控制在 413、418、423、