[發明專利]一種雜多酸離子液體負載的Sn-SBA-15催化劑的制備方法及用途

有效

• 申請號: 201810875505.0
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109174202B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 姜廷順;謝英杰;方明蘭
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J31/34
• 分類號: B01J31/34;B01J27/188;C07C67/08;C07C69/157
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本發明屬于無機納米復合材料的領域，公開了一種雜多酸離子液體負載的Sn?SBA?15催化劑的制備方法及用途。步驟包括：制備Sn?SBA?15介孔分子篩；制備雜多酸離子液體；雜多酸離子液體負載的Sn?SBA?15催化劑。本發明將有機陽離子和雜多陰離子結合的離子液體通過嫁接法負載于金屬原子改性過后的介孔材料，將雜多酸離子液體，介孔材料Sn?SBA?15兩者結合，集中它們的優勢，克服各自的缺點，解決了因離子液體粘度大難處理的的問題，并且大大地提高酸催化劑的酸性、活性及重復利用率。

技術領域

本發明屬于無機納米復合材料的領域，涉及了一種雜多酸離子液體負載的Sn-SBA-15催化劑的制備方法及用途。

背景技術

離子液體，是由有機陽離子和無機或有機陰離子構成，在室溫或室溫附近呈液體狀態的鹽類。由于其具有低蒸氣壓，寬液程，良好的導電性與導熱性，可調節的溶解性，完全符合綠色化學的要求，可逐步代替傳統的無機酸，顯示出了良好的應用前景。利用離子液體具有陰陽離子的可設性這一獨特優勢，可以通過改變陰陽離子的種類來調節離子液體的酸性。

雜多酸作為一種高活性，多功能，環境友好型的無機酸，近年來受到越來越多的關注。它擁有結構結構穩定的陰離子，又兼有酸性與氧化還原性能，使之與離子液體結合，開發出性能優良、酸度可以調節的新型酸功能型離子液體催化劑。

Yang等(Hongwei Yang等Ind.Eng.Chem.Res.2011,50,11440-11444)采用甲基咪唑為陽離子和磷鉬酸為陰離子合成的離子液體，用于芳香化合物的硝化，顯示出較高的催化活性。Wang等(Jun Wang等Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,168-171)將磷鎢酸分別于咪唑，甲基咪唑和三乙胺三種陽離子結合形成雜多酸離子液體，均用于檸檬酸與叔丁醇的酯化反應，結果顯示咪唑類離子液體具有更好的催化效果。然而，由于離子液體的廣泛溶解性，給催化劑與反應物的分離造成了一定的困難。有研究將特殊功能化的離子液體多相化可以很好的解決此問題。與此同時，多相化的離子液體還可以降低其昂貴的用量，減少催化劑對反應物的污染。介孔材料SBA-15具有較大的比表面積，均一的孔徑分布，較厚的孔壁，良好的水熱穩定性，是一種性能優異的載體材料。但純硅分子篩骨架網絡缺陷少，催化活性有待優化。

發明內容

本發明的目的是通過將有機陽離子和雜多陰離子結合的離子液體通過浸漬法負載于金屬原子改性過后的介孔材料SBA-15，這樣可以大大地提高酸催化劑的酸性、活性及重復利用率。

本發明涉及一種以金屬Sn改性后的介孔分子篩Sn-SBA-15為載體，以1-甲基，1,3丙烷磺酸內脂，硅鎢酸為原料制備雜多酸離子液體，通過浸漬法將離子液體與載體Sn-SBA-15結合得到酸性催化劑。將雜多酸離子液體，介孔材料Sn-SBA-15二者結合，集中它們的優勢，克服各自的缺點，得到固載化離子液體，用于催化乙酸與苯甲醇的酯化反應并且取得良好效果。

一種雜多酸離子液體負載的Sn-SBA-15催化劑的制備方法，步驟如下：

步驟1、制備Sn-SBA-15：

將P123溶解在含有NaCl的去離子水中，30～40℃下機械攪拌至溶液澄清后，加入TEOS與五水合四氯化錫的混合溶液，繼續機械后形成白色固體沉淀，將反應混合物轉移至聚四氟乙烯反應釜中，水熱晶化24h，抽濾、洗滌、干燥，置于管式爐中，升溫至500℃焙燒以去除模板劑，得到Sn-SBA-15。

步驟1中，所使用的P123、NaCl、TEOS、SnCl₄·5H₂O和H₂O的摩爾比為0.013：1：1：0.05：221。

步驟2、制備雜多酸離子液體1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑硅鎢酸鹽[mim-ps]₄SiW₁₂O₄₀，簡稱SWIL；