[發(fā)明專利]一種路易斯酸改性強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂模塊催化劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010730196.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111889139A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛進(jìn)池;張美娟;劉巧芬;董研
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 凱瑞環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?/a>
• 主分類號(hào): B01J31/08
• 分類號(hào): B01J31/08;B01J31/26;C07C41/56;C07C43/30
• 代理公司: 北京萬(wàn)科園知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11230
• 代理人: 張亞軍;吳茜

本發(fā)明公開(kāi)了一種路易斯酸改性強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂模塊催化劑，包括催化劑、金屬絲網(wǎng)和金屬絲網(wǎng)波紋板：金屬絲網(wǎng)和金屬絲網(wǎng)波紋板間隔平行設(shè)置，兩片金屬絲網(wǎng)之間盛裝催化劑形成催化劑層，且該催化劑層內(nèi)的催化劑被金屬絲網(wǎng)波紋板隔開(kāi)放置，模塊催化劑內(nèi)催化劑層間隔設(shè)置。催化劑為路易斯酸改性強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑，將經(jīng)過(guò)干燥處理的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂、二氯乙烷、無(wú)水AlCl₃依次加入到反應(yīng)器中，在攪拌條件下進(jìn)行水浴加熱至回流，反應(yīng)后冷卻至室溫；將冷卻后得到的物料傾入水中，以水解未反應(yīng)的AlCl₃，依次進(jìn)行抽濾、乙醇洗滌、丙酮洗滌、乙醚洗滌、真空干燥處理后得乳白色珠體，即路易斯酸改性強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改性強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂模塊催化劑及其制備方法，具體涉及一種路易斯酸改性強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂模塊催化劑及其制備方法，屬于模塊催化劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，隨著聚甲氧基二甲醚工業(yè)化提速，聚甲氧基二甲醚在不同領(lǐng)域的應(yīng)用也成為人們研究的重點(diǎn)。作為柴油添加劑的應(yīng)用，聚甲氧基二甲醚因其自身優(yōu)良的物化特性，被公認(rèn)為環(huán)保型柴油添加組分，DMMn能有效提高柴油的十六烷值及含氧量，有效提高柴油的燃燒效率，大幅度減少發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣顆粒物、氮氧化物、烴類物質(zhì)及一氧化碳等污染物的排放，使其達(dá)到國(guó)Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)；DMMn具有較高的沸點(diǎn)，不易揮發(fā)，且平均熔點(diǎn)較低，有較好的低溫屬性，能夠適用于海拔高寒冷缺氧等地區(qū)；DMMn作為柴油添加劑能夠有效提高柴油的潤(rùn)滑性能，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦損耗，有利于延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命；DMMn具有較高的閃點(diǎn)，安全性能高，使用時(shí)不需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及油箱等系統(tǒng)進(jìn)行特殊改造；DMMn主要是由甲醇、甲醛及其衍生物合成，能有效緩解我國(guó)甲醇生產(chǎn)過(guò)剩的問(wèn)題，同時(shí)原料廉價(jià)易得，經(jīng)濟(jì)效益好。

1970年以來(lái)，固體超強(qiáng)酸催化劑獲得了迅速發(fā)展，由于特殊的酸性及較高的催化活性，以及具有使用后容易分離、易于回收、可再生等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)應(yīng)用到很多催化體系中。目前常用的超強(qiáng)酸有兩類：一類是稀土金屬氧化物及常用金屬氧化物的復(fù)合物負(fù)載硫酸催化劑，另一類是高分子為載體的負(fù)載路易斯酸催化劑。

高分子催化劑由于反應(yīng)選擇性好，對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕、易于分離、可以反復(fù)使用等特點(diǎn)，日益受到人們關(guān)注，近年來(lái)對(duì)于以聚苯乙烯為載體的路易斯酸催化劑(AlCl3、BF3、SnCl4、TiCl4)高分子催化劑的研究較多，雖然它們?cè)谟袡C(jī)合成中有良好的催化作用，但是在活性物種損耗和重復(fù)使用上還存在一定的問(wèn)題。

目前關(guān)于以AlCl₃改性強(qiáng)酸樹(shù)脂制備超強(qiáng)酸的研究普遍是采用以乙醇為溶劑的反應(yīng)體系，但是由于反應(yīng)加料過(guò)程中劇烈放熱，因此不利于反應(yīng)過(guò)程的控制；盡管在這類反應(yīng)中也有采用二硫化碳為溶劑的反應(yīng)體系，但是對(duì)三氯化鋁的溶解性不夠好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種路易斯酸改性強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂模塊催化劑及其制備方法，得到的樹(shù)脂模塊催化劑為聚甲氧基二甲醚(DMMn)合成的專用樹(shù)脂模塊催化劑，負(fù)載量較高、制備簡(jiǎn)單、易分離，這種催化劑不怕水，對(duì)DMMn合成反應(yīng)具有較好的催化作用，且催化性能穩(wěn)定，至少可重復(fù)使用10次。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種路易斯酸改性強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂模塊催化劑，包括催化劑、金屬絲網(wǎng)和金屬絲網(wǎng)波紋板，其特征在于：

所述的模塊催化劑由所述的金屬絲網(wǎng)和金屬絲網(wǎng)波紋板間隔平行設(shè)置，兩片金屬絲網(wǎng)之間盛裝所述的催化劑形成催化劑層，且該催化劑層內(nèi)的所述的催化劑被所述的金屬絲網(wǎng)波紋板隔開(kāi)放置；所述的模塊催化劑內(nèi)所述的催化劑層間隔設(shè)置；