[發明專利]一種介孔極性官能化的聚離子液體-雜多酸催化劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010610764.8
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN113019446B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 徐寶華;丁光榮;王耀鋒;張鎖江
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所;鄭州中科新興產業技術研究院
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;B01J31/02;B01J31/16;C07C255/50;C07C253/22;C07C255/03;C07C255/04;C08F226/06;C08F212/36;C08F220/54;C08F222/20;C08F220/50;C08F220/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

1.一種介孔極性官能化的聚離子液體-雜多酸催化劑，其特征在于，所述的介孔極性官能化的聚離子液體-雜多酸催化劑具有如式(Ⅰ)所示的結構：

其中，A為含雙乙烯基的交聯劑，包括含苯環、萘環、吡啶、吡嗪、嘧啶、噻吩的芳環類和含酯、含酰胺、含醚的長鏈類中的任意一種；

B為離子液體有機陽離子，所述的離子液體包括咪唑類、吡啶類、季銨類、吡咯烷類、嗎啉類、哌啶類、季鏻類中的任意一種；

C為中性可聚合單體，包括烯羧酸類、烯酰胺類、烯腈類、烯醇類中的任意一種；

X^-為雜多酸陰離子，所述雜多酸陰離子包括[MY₁₂O₄₀]^-、[MY₁₁O₃₉]^-、[MY₁₀O₃₆]^-、[MY₆O₂₄]^-、[M₂Y₁₈O₆₂]^-(M＝P、As、Si、Ge、Sn、Ti、Fe、Co；Y＝Mo、W、V、Nb、Ta)中的任意一種；

所述的介孔極性官能化的聚離子液體-雜多酸催化劑由以下方法制備得到：通過引入不同官能團設計了系列極性不同的離子液體作為聚合單體，與雜多酸陰離子靜電絡合后，再與含二乙烯基的交聯劑一步法聚合得到所述的介孔極性官能化的聚離子液體-雜多酸雜化材料,并根據反應需要，添加中性共聚單體進一步修飾鏈極性。

2.根據權利要求1所述的介孔極性官能化的聚離子液體-雜多酸催化劑，其特征在于，所述的介孔極性官能化的聚離子液體-雜多酸催化劑具有如下所示的結構：

3.根據權利要求1或2所述的介孔極性官能化的聚離子液體-雜多酸催化劑制備方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟：

(1)將不同官能化的乙烯基咪唑類離子液體和[H₄SiW₁₁O₃₉]^4-分別溶于水中，將二乙烯基苯溶于極性有機溶劑中；

(2)將步驟(1)中的不同官能化的乙烯基咪唑類離子液體和[H₄SiW₁₁O₃₉]^4-均勻混合在水中，再加入二乙烯基苯溶液，視反應需要，添加中性可聚合單體進一步修飾鏈極性，攪拌均勻后加入引發劑并加熱反應；

(3)反應完成后，經過濾、洗滌、真空干燥得到無定型的粉末，即為所述介孔極性官能化的聚離子液體-雜多酸催化劑。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述的不同官能化的乙烯基咪唑類離子液體包括3-羧丙基-1-乙烯基咪唑鎓鹽溴化物、3-羧甲基-1-乙烯基咪唑鎓鹽溴化物、3-甲基-1-乙烯基咪唑鎓鹽溴化物、3-丁基-1-乙烯基咪唑鎓鹽溴化物、3-乙胺基-1-乙烯基咪唑鎓鹽溴化物中的任意一種或至少兩種的組合；

步驟(1)中所述的極性有機溶劑包括DMSO、乙腈、DMF、甲醇、乙醇、四氫呋喃中的任意一種或至少兩種的組合；

步驟(2)中不同官能化的乙烯基咪唑類離子液體和[H₄SiW₁₁O₃₉]^4-的摩爾比為10～4：1；

步驟(2)中不同官能化的乙烯基咪唑類離子液體和二乙烯基苯的摩爾比為1：0.1～15；

步驟(2)中視反應要求添加的中性可聚合單體包括3-丁烯酸、5-己烯酸、7-辛烯酸、N-甲基-3-丁烯酰胺、N-甲基-5-己烯酰胺、N-甲基-7-辛烯酰胺、3-丁烯腈、5-己烯腈、7-辛烯腈中任意一種或至少兩種的組合；

離子液體和中性可聚合單體的摩爾比為1：0.1～20；

步驟(2)中所述的引發劑為偶氮二異丁腈；

所述引發劑的加入量為混合溶液質量分數的0.1wt％～10wt％；

聚合反應體系所用水：有機溶劑體積比為1：1～8。