[發明專利]一種路易斯酸改性強酸性陽離子交換樹脂及其制備方法

在審

• 申請號: 202010730396.0
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111841635A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 毛進池;張美娟;劉巧芬;董研
• 申請（專利權）人: 凱瑞環保科技股份有限公司
• 主分類號: B01J31/10
• 分類號: B01J31/10;C07C41/56;C07C43/30
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 張亞軍;吳茜

本發明公開了一種路易斯酸改性強酸性陽離子交換樹脂及其制備方法，將經過干燥處理的強酸性陽離子交換樹脂、二氯乙烷、無水AlCl₃依次加入到反應器中，在攪拌條件下進行水浴加熱至回流，反應2?8h后冷卻至室溫；將冷卻后得到的物料傾入水中，以水解未反應的AlCl₃，然后依次進行抽濾、乙醇洗滌、丙酮洗滌、乙醚洗滌、真空干燥處理后得到乳白色的珠體，即路易斯酸改性強酸性陽離子交換樹脂。本發明得到的樹脂為聚甲氧基二甲醚(DMMn)合成的專用樹脂催化劑，負載量較高、制備簡單、易分離，這種催化劑不怕水，對DMMn合成反應具有較好的催化作用，且催化性能穩定，至少可重復使用10次。

技術領域

本發明涉及一種改性強酸性陽離子交換樹脂及其制備方法，具體涉及一種路易斯酸改性強酸性陽離子交換樹脂及其制備方法，屬于樹脂催化劑技術領域。

背景技術

目前，隨著聚甲氧基二甲醚工業化提速，聚甲氧基二甲醚在不同領域的應用也成為人們研究的重點。作為柴油添加劑的應用，聚甲氧基二甲醚因其自身優良的物化特性，被公認為環保型柴油添加組分，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，大幅度減少發動機尾氣顆粒物、氮氧化物、烴類物質及一氧化碳等污染物的排放，使其達到國Ⅴ排放標準；DMMn具有較高的沸點，不易揮發，且平均熔點較低，有較好的低溫屬性，能夠適用于海拔高寒冷缺氧等地區；DMMn作為柴油添加劑能夠有效提高柴油的潤滑性能，降低發動機的摩擦損耗，有利于延長發動機使用壽命；DMMn具有較高的閃點，安全性能高，使用時不需要對發動機及油箱等系統進行特殊改造；DMMn主要是由甲醇、甲醛及其衍生物合成，能有效緩解我國甲醇生產過剩的問題，同時原料廉價易得，經濟效益好。

1970年以來，固體超強酸催化劑催化劑獲得了迅速發展，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、可再生等優點，已經應用到很多催化體系中。目前常用的超強酸有兩類：一類是稀土金屬氧化物及常用金屬氧化物的復合物負載硫酸催化劑，另一類是高分子為載體的負載路易斯酸催化劑。

而高分子催化劑由于反應選擇性好，對設備無腐蝕、易于分離、可以反復使用等特點，日益受到人們關注，近年來對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，雖然它們在有機合成中有良好的催化作用，但是在活性物種損耗和重復使用上還存在一定的問題。

目前關于以AlCl₃改性強酸樹脂制備超強酸的研究普遍是采用以乙醇為溶劑的反應體系，但是由于反應加料過程中劇烈放熱，因此不利于反應過程的控制；盡管在這類反應中也有采用二硫化碳為溶劑的反應體系，但是對三氯化鋁的溶解性不夠好。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的不足，而提供一種路易斯酸改性強酸性陽離子交換樹脂及其制備方法，得到的樹脂為聚甲氧基二甲醚(DMMn)合成的專用樹脂催化劑，負載量較高、制備簡單、易分離，這種催化劑不怕水，對DMMn合成反應具有較好的催化作用，且催化性能穩定，至少可重復使用10次。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種路易斯酸改性強酸性陽離子交換樹脂的制備方法，包括以下步驟：

(1)將經過干燥處理的強酸性陽離子交換樹脂、二氯乙烷、無水AlCl₃依次加入到反應器中，在攪拌條件下進行水浴加熱至回流，反應2-8h后冷卻至室溫；

(2)將步驟(1)中冷卻后得到的物料傾入水中，以水解未反應的AlCl₃，然后依次進行抽濾、乙醇洗滌、丙酮洗滌、乙醚洗滌、真空干燥處理后得到乳白色的珠體，即路易斯酸改性強酸性陽離子交換樹脂。