The invention belongs to the technical field of solid acid catalyst, in particular to a preparation method of a porous perfluorinated sulfonic acid resin catalyst. Perfluorinated sulfonic acid resin in alkaline solution for the hydrolysis of metal ions perfluorinated sulfonic acid resin; metal ion type perfluorosulfonic acid ion exchange resin in acid solution, obtained with hydrogen ion acidic perfluorinated sulfonic acid resin; hydrogen type perfluorosulfonic acid resin in solvent swelling; swelling after hydrogen ion type perfluorinated sulfonic acid resin in the freeze drying equipment in freezing and sublimation of solvent removal and drying to obtain. The invention discloses a method for preparing porous perfluorinated sulfonic acid resin catalyst has the advantages of simple operation, high success rate, using freeze drying to achieve relatively easy to maintain Nafion morphology after swelling, and the prepared catalyst has a certain strength, high surface area, greatly improving the utilization rate of active acid.
【技术实现步骤摘要】
多孔全氟磺酸树脂催化剂的制备方法
本专利技术属于固体酸催化剂
,具体涉及一种多孔全氟磺酸树脂催化剂的制备方法。
技术介绍
自二十世纪六十年代末杜邦科学家Connolly等制备全氟磺酸树脂后,其作为燃料电池膜,氯碱工业电解实验隔膜、固体聚合物电解质等得到了广泛的应用。同时发现其作为固体超强酸催化剂在有机合成中,如烷基化、酰化、硝化、磺化、磷酰化、聚合、缩合、醚化、酯化、水化及重排反应都具有很好的催化作用。全氟磺酸树脂与液体酸催化相比,具有无腐蚀性、不产生废酸液、产物易分离、选择性高以及多次反复使用等优点,与一般固体酸相比,具有产率高,反应条件缓和,反应速率快等优势,与其他酸性阳离子交换树脂相比,具有更强烈的酸性,使用温度高等特点,是很理想的一种固体酸催化剂。作为一种催化剂增加比表面积和提高可利用酸中心的比例是提高催化潜能的一个重要措施。目前制备磺酸树脂催化剂的主要方法有以下几种:1、将全氟磺酸树脂进行精细分割,该种方法可以增加其比表面积,但是在催化剂连续工艺中被精细分割的聚合物会填塞并阻碍流动。2、劳埃德等在CN1337891中提出将磺酸树脂与高压流体如CO2或SO2接触,进行溶胀,再将该聚合物加热到软化点以上,迅速减压,使气体从溶胀的聚合物中“逃逸”出来从而使聚合物溶胀为多孔结构。该种制备方法需要比较高的操作压力。3、负载型全氟磺酸树脂,在专利US4038213、专利US4661411中介绍了常用的无机载体有Al2O3、AlF3,ZrO2、SiO2等,Butt在专利US5094995中采用了具有疏水表面的载体如聚四氟乙烯、聚四氟乙烯和六氟丙烯共聚物、 ...
【技术保护点】
一种多孔全氟磺酸树脂催化剂的制备方法,其特征在于步骤如下:(1)全氟磺酸树脂在碱性溶液中水解为金属离子型全氟磺酸树脂;(2)金属离子型全氟磺酸树脂在酸液中进行离子交换,得到具有酸性的氢离子型全氟磺酸树脂;(3)氢离子型全氟磺酸树脂在溶剂体系中溶胀;(4)溶胀后的氢离子型全氟磺酸树脂在冷冻干燥装置中冷冻,升华除去溶剂并干燥,即得。
【技术特征摘要】
1.一种多孔全氟磺酸树脂催化剂的制备方法,其特征在于步骤如下:(1)全氟磺酸树脂在碱性溶液中水解为金属离子型全氟磺酸树脂;(2)金属离子型全氟磺酸树脂在酸液中进行离子交换,得到具有酸性的氢离子型全氟磺酸树脂;(3)氢离子型全氟磺酸树脂在溶剂体系中溶胀;(4)溶胀后的氢离子型全氟磺酸树脂在冷冻干燥装置中冷冻,升华除去溶剂并干燥,即得。2.根据权利要求1所述的多孔全氟磺酸树脂催化剂的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的全氟磺酸树脂的EW值为850-1300。3.根据权利要求1所述的多孔全氟磺酸树脂催化剂的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的碱性溶液的浓度为5-40wt.%,碱性溶液的温度为20-98℃。4.根据权利要求1所述的多孔全氟磺酸树脂催化剂的制备方法,其特征在于步骤(1)中所述的金属离子型全氟磺酸树脂的端基为-SO3M,其中M为碱金属。5.根据权利要求1所述的多孔全氟磺酸树脂催化剂的制备方法,其特征在于步...
【专利技术属性】
技术研发人员:王丽,刘美君,王凯,滕培峰,门秀婷,
申请(专利权)人:山东华夏神舟新材料有限公司,
类型:发明
国别省市:山东,37
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