[發明專利]離子液體前驅體及其負載的介孔材料、合成與應用

有效

• 申請號: 201010199111.1
• 申請日: 2010-06-12
• 公開（公告）號: CN102276642A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 俄斯·威爾茨·比爾曼;楊淼;徐斐斐
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;B01J31/02;C07C205/45;C07C201/12;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.離子液體前驅體，其特征在于：該類材料具有硅烷偶聯基團、含N基團和磺酸基團，其結構通式如下：

2.一種權利要求1所述離子液體前驅體的合成方法，其特征在于：將磺內酯溶液與含N的硅烷偶聯試劑反應，在0-100℃溫度條件下反應0.2-48小時，然后減壓蒸餾除去有機溶劑，洗滌和干燥后得到目標化合物，即功能化離子液體前驅體材料。

3.如權利要求2所述離子液體前驅體的合成方法，其特征在于：

含N硅烷偶聯試劑和磺內酯的結構及反應過程如下，磺內酯溶液濃度為1-10mol/L，配制該溶液所用的有機溶劑為二氯甲烷、乙酸乙酯、N-N’二甲基甲酰胺或四氫呋喃，硅烷偶聯試劑與磺內酯的摩爾比為1∶1～2；

4.一種酸、堿功能化離子液體負載的介孔材料，其特征在于：載體為介孔氧化硅材料，如權利要求1所述功能化離子液體前驅體材料被負載其上，負載后的材料可根據需要進行相應的酸化或者堿化來獲得酸性或堿性離子液體負載的介孔材料，其結構示意圖如下：

或

其中A^-代表酸根離子，B⁺代表堿對應的陽離子。

5.如權利要求4所述的介孔材料，其特征在于：A^-為NO₃^-，HSO₄^-，或B⁺為NH₄⁺或其中R均為烷基，R₁，R₂，R₃和R₄相同或不同；所述介孔氧化硅材料為MCM-41，MCM-48，HMS，SBA-15或SBA-1。

6.一種權利要求4所述負載型介孔材料的合成方法，其特征在于：

首先，合成離子液體前驅體負載的介孔材料，其具體方法有溶膠凝膠法或嫁接法兩種：

1)溶膠-凝膠法：根據相應介孔材料載體的合成方法，在合成過程中直接加入權利要求1所述的功能化離子液體前驅體作為有機硅源，與無機硅源正硅酸甲酯或正硅酸乙酯水解共聚，從而獲得離子液體前驅體負載的介孔材料；有機硅源與無機硅源的摩爾比為1∶50-1∶2；

2)嫁接法：將介孔材料作為載體、將權利要求1所述功能化離子液體前驅體及有機溶劑加入圓底燒瓶中，加熱回流反應后，過濾并用乙醇洗滌，室溫干燥，即得離子液體前驅體負載的介孔材料；

其次，將離子液體前驅體負載的介孔材料根據需要進行相應的酸化或者堿化，從而獲得酸性或堿性離子液體負載的介孔材料，其酸化、堿化過程及所合成負載材料的結構示意圖見下面的反應方程式：

其中A^-為NO₃^-，HSO₄^-，H₂PO₄^-，CF₃SO₃^-，或B⁺為NH₄⁺或其中R₁，R₂，R₃和R₄均為烷基，R₁，R₂，R₃和R₄可以相同或不同。

7.如權利要求6所述合成負載型介孔材料的方法，其特征在于：

酸化、堿化步驟的具體方法為：取離子液體前驅體負載的介孔材料樣品，置于酸或堿溶液中浸漬，采用足量或過量的酸或堿保證徹底酸化或堿化，并且保證酸、堿溶液濃度不破壞介孔結構即可；在0-100℃充分攪拌后過濾，并用去離子水洗滌直至中性，室溫干燥即得最終產品。

8.如權利要求6或7所述合成負載型介孔材料的方法，其特征在于：

所述的酸為鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、三氟甲磺酸，對甲苯磺酸或對硝基苯甲酸；所述的堿為氨水或四烷基氫氧化胺，四烷基氫氧化胺中的烷基為甲基、乙基、丙基或丁基，四個烷基相同或不同。