[發(fā)明專利]一種磁性凹凸棒土負(fù)載離子液體催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610153976.1
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105772077B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁振宏;苗長林;呂鵬梅;凡佩;羅文;李惠文;楊玲梅;劉姝娜;莊新姝;王忠銘
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;B01J35/12;B01J35/04;B01J35/10;C10L1/02
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

1.一種磁性凹凸棒土負(fù)載離子液體催化劑，其特征在于，結(jié)構(gòu)式為：

其中：代表Fe₃O₄磁性納米顆粒，代表磁性化的凹凸棒土載體；Q選自硫酸根、磷鎢酸根、對甲苯磺酸根、甲磺酸根或三氟甲磺酸根中的一種；R為CH₃或CH₂-CH₃；n₁為2或3；n₂為2或3；n₃為3或4；

上述磁性凹凸棒土負(fù)載離子液體催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)硅烷化離子液體的合成：將烯烴基咪唑化合物溶于有機(jī)溶劑中，在冰浴和劇烈攪拌條件下緩慢加入等摩爾量的磺酸內(nèi)酯，滴加完畢后，升溫至70℃攪拌至形成白色固體，經(jīng)處理，得到磺酸內(nèi)酯基咪唑鹽，將所述磺酸內(nèi)酯基咪唑鹽溶于水，攪拌條件下加入與所述磺酸內(nèi)酯基咪唑鹽等摩爾量的酸，升溫到70℃攪拌2-3h進(jìn)行酸化，制得離子液體；

取上述制備的離子液體、硅烷偶聯(lián)劑和偶氮二異丁腈引發(fā)劑分別放入含有50ml乙醇溶液的反應(yīng)容器中，所述離子液體、所述硅烷偶聯(lián)劑和所述偶氮二異丁腈的質(zhì)量比為(10～15)：5：1，在60℃、惰性氣體保護(hù)下攪拌，回流反應(yīng)30-35h，反應(yīng)完畢洗滌，離心分離，固體在50℃下真空干燥，得到硅烷化離子液體；

(2)磁性凹凸棒土的制備：將FeSO₄·7H₂O和Fe₂(SO₄)₃·7H₂O加入凹凸棒土水溶液中，鐵離子和亞鐵離子總濃度為0.3mol/L，鐵離子和亞鐵離子的總質(zhì)量與凹凸棒土的質(zhì)量為(0.08～0.40)∶1，N₂氣氛中，在60～65℃溫度下攪拌下逐滴加入氨水，劇烈攪拌，反應(yīng)30-50min后，升溫至100-120℃，繼續(xù)陳化3-5h，然后用磁體吸取磁性物質(zhì)，反復(fù)洗滌沉淀至中性，產(chǎn)物于80℃真空干燥備用，即得磁性凹凸棒土；

(3)磁性凹凸棒土負(fù)載離子液體催化劑的制備：取步驟(2)制備的磁性凹凸棒土分散到150mL甲苯、乙醇和水的混合溶液中，其中甲苯、乙醇和水體積比為5:9:1，攪拌，加入步驟(1)制備的硅烷化離子液體，磁性凹凸棒土與硅烷化離子液體質(zhì)量比為5:1，加熱至90℃、惰性氣體保護(hù)下攪拌，回流反應(yīng)24h，反應(yīng)完畢抽濾，用有機(jī)溶劑洗滌，然后在50℃下真空干燥，粉碎，即得磁性凹凸棒土負(fù)載離子液體催化劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性凹凸棒土負(fù)載離子液體催化劑，其特征在于，步驟(1)中所述烯烴基咪唑化合物選自乙烯基咪唑或烯丙基咪唑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性凹凸棒土負(fù)載離子液體催化劑，其特征在于，步驟(1)中所述磺酸內(nèi)酯選自1,3-丙磺酸內(nèi)酯或1,4-丁磺酸內(nèi)酯。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性凹凸棒土負(fù)載離子液體催化劑，其特征在于，步驟(1)中所述酸選自硫酸、磷鎢酸、對甲苯磺酸、甲磺酸和三氟甲磺酸中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性凹凸棒土負(fù)載離子液體催化劑，其特征在于，步驟(1)中所述硅烷偶聯(lián)劑選自巰乙基三甲氧基硅烷、巰丙基三甲氧基硅烷、巰乙基三乙氧基硅烷和巰丙基三乙氧基硅烷中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性凹凸棒土負(fù)載離子液體催化劑，其特征在于，步驟(2)中所述磁體選自磁力為2200高斯的銣鐵硼永磁體。