本发明专利技术提供一种水热法合成离子液体基固体酸催化剂及其制备方法，所述催化剂采用氨烷基三烷氧基硅烷与丙烷磺内酯或丁烷磺内酯反应，得到含三烷氧基硅的内鎓盐,再用酸进行酸化，最后与含羟基的物质进行混合水热反应，形成离子液体基固体酸催化剂。所述催化剂热稳定性高，酸值高，在1.8mmol/g以上，具有较大的表面积，催化效果好，可重复多次使用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种水热法合成离子液体基固体酸催化剂及其制备方法，所述催化剂采用氨烷基三烷氧基硅烷与丙烷磺内酯或丁烷磺内酯反应，得到含三烷氧基硅的内鎓盐,再用酸进行酸化，最后与含羟基的物质进行混合水热反应，形成离子液体基固体酸催化剂。所述催化剂热稳定性高，酸值高，在1.8mmol/g以上，具有较大的表面积，催化效果好，可重复多次使用。【专利说明】
本专利技术涉及有机化学合成
，特别是一种水热法合成的离子液体基固体酸 催化剂及其制备方法。
技术介绍
在能源问题、环境问题出现危机的现今，以少量的能量不产生不必要的副产物仅 有效地生成目的产物成为现代化工追求的目标。在现代化学产业中酸催化剂是必不可少 的，广泛应用于药品、石油化学工业产品、高分子产品等各种各样产品的制造，但目前使用 的大多为盐酸、硫酸之类的液体酸催化剂。在生产过程中使用的液体催化剂需要由碱中和， 通过除去由中和生成的盐等工序，从产物中分离、回收。但是，上述中和与盐的除去工序中 消耗相当一部分能量。另外，在市场上回收的盐供给过剩，其大多为可用性小的副产物，因 此通常难于处理。 相对于上述情况，由于固体酸催化剂在分离、回收时不需要上述中和或盐的 除去工序，可以不生成不必要的副产物，且节能地制造目的产物，因此这方面的研宄 已受到科学工作者的关注（Ishihara,K;Hasegawa,A;Yamamoto,H.Angew.Chem.Int. Ed. 2001，40, 4077.)。在固体酸催化剂的研宄与开发方面，沸石、二氧化硅-氧化铝、含水铌 等固体酸催化剂已成为化学工业的巨大成果，给社会带来很大贡献。另外，作为强酸聚合 物，可认为将聚苯乙烯磺化得到的材料是固体酸，以往一直用作具有酸性的阳离子交换树 月旨。另外，已知在聚四氟乙烯骨架中具有磺基的Nafion(杜邦公司的注册商标）也是具有 亲水性的极强的固体酸（固体超强酸），已知它们作为具有大于液体酸的酸强度的超强酸 起作用。但是，有对热不稳定、工业上使用时价格过高的问题。根据上述情况，从性能和成 本等方面考虑，使用固体酸催化剂比使用上述液体酸更难于设计有利的工业工序，现今几 乎所有的化学产业都依赖于液体酸催化剂。离子液体作为一种绿色环保催化剂和反应溶剂 一直受到国内外学者的重视。 但离子液体在使用过程中的回收，特别是在与极性较大的醇类、羧酸类物质反应 后，由于会溶解在有机物中很难分层而无法回收。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术考虑制备一种水热法合成离子液体基固体酸催化剂，在 保持离子液体高催化活性的基础上，简化材料的回收过程。在传统离子液体中引入可水解 的烷氧基硅，通过与含羟基的化合物进行水热反应，形成离子液体基固体酸材料。 本专利技术的一个目的在于提供一种水热法合成的离子液体基固体酸催化剂，所述催 化剂回收利用简便；热稳定性高；对水稳定；酸值高；催化效果好。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案： -种水热法合成的离子液体基固体酸催化剂，采用氨烷基三烷氧基硅烷与丙烷磺 内酯或丁烷磺内酯反应，得到含三烷氧基硅的内鑰盐，再用酸进行酸化，得到阴离子为酸 根的磺酸基功能化离子液体单体，最后将离子液体与含羟基的物质进行混合水热反应，形 成离子液体基固体酸材料催化剂。 进一步，所述的氨烷基三烷氧基硅烷为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧 基硅烷、2-氨乙基三乙氧基硅烷、2-氨乙基三甲氧基硅烷等中的一种，优选的为3-氨丙基 三甲氧基硅烷。 进一步，所述的含羟基化合物为聚乙烯醇，葡萄糖，蔗糖等中的一种，优选的为聚 乙烯醇。 本专利技术的另一个目的在于提供一种水热法合成离子液体基固体酸催化剂的方法， 该制备方法操作简单，产率高。 为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案： -种如权利要求1所述的离子液体基固体酸材料催化剂的制备方法，包括以下步 骤： 步骤a，内鐵盐的制备，以氣烧基二烧氧基娃烧为原料，四氣咲喃为洛剂，加入丙烧 横内醋或丁烧横内醋混合后，加热揽样得到内鐵盐；其中氣烧基二烧氧基娃烧与丙烧横内 酯或丁烷磺内酯的摩尔比为1:1 ; 步骤b，酸化，将内鑰盐溶于水后，加入等物质的量的酸在室温进行搅拌，得到均相 的阴离子为酸根的离子液体溶液； 步骤c，向上述离子液体溶液中加入含羟基化合物，含羟基化合物用量为离子液体 重量的1?5. 0倍，搅拌溶解后，进行水热反应后，进行过滤，再用热水洗涤，将固体在烘箱 中干燥后，即得离子液体基固体酸。 优选的，步骤a中所述四氢呋喃溶剂的用量为氨烷基三烷氧基硅烷质量的4?10 倍。 优选的，步骤a中加热温度为70°C。 进一步，步骤a中得到的内鑰盐为白色固体，抽滤后，用浓度大于99%的乙醚或乙 酸乙酯洗涤后，进行真空烘干，得到内鑰盐； 优选的，步骤C中水热反应温度为180°C。 优选的，步骤c中烘干温度和洗涤温度均为80°C。 与现有技术相比，本专利技术的优点是：本专利技术的催化剂热稳定定性高，热分解温度在 180°C以上；酸值高，在I. 8mmol/g以上；具有较大的表面积；催化效果好，对一般的酸催化 反应如：酯化、缩合、烷基化、醚化等有很高的催化活性；催化剂回收简便，可通过简单过滤 分离，可重复多次使用。本专利技术合成的离子液体基固体酸催化剂具有广泛的应用前景。 进一步，本专利技术催化剂的制备方法操作简单，产率高。 【具体实施方式】 以下将通过具体的实施例对本专利技术做进一步的阐述： 实施例1 3-氨丙基三甲氧基硅烷离子液体基固体酸材料的制备 第1步内鑰盐的制备 取3-氨丙基三甲氧基硅烷与1，4-丁烷磺内酯的物质量相等的原料，加入四氢呋 喃溶剂，用量为3-氨丙基三甲氧基硅烷质量的6倍，于70°C进行加热搅拌2h后得到白色固 体，然后抽滤，用浓度为99%乙醚洗涤3次后，60°C进行真空烘干，即得内鑰盐； 第2步酸化 将Ig内鑰盐溶解在20g水中，加入与内鑰盐的物质量相等的硫酸，在室温下进行 搅拌混合4h，得到相应的阴离子为硫酸氢根的离子液体溶液； 第3步尚子液体基固体酸 向上述离子液体溶液中加入聚乙烯醇，用量为Ig离子液体2. 0g，搅拌溶解后，在 180 °C下进行水热反应5h后，进行过滤，再用80 °C热水洗涤3次，将固体在80 °C烘箱中干燥 12h即得离子液体基固体酸，酸值2.lmmol/g，热解温度194°C; 实施例2-4 除以下不同外，其余同实施例1，氨烷基三烷氧基硅烷分别按表1所示，得到以下 离子液体固体酸材料催化剂。 表1实施例2-4所用氨烷基三烷氧基硅烷和得到的催化剂参数 【权利要求】1. 一种水热法合成的离子液体基固体酸催化剂，其特征在于：所述催化剂采用氨烷基 二烧氧基娃烧与丙烧横内醋或丁烧横内醋反应，得到含二烧氧基娃的内鐵盐，再用酸进tx 酸化，得到阴离子为酸根的磺酸基功能化离子液体单体，最后将离子液体与含羟基的物质 进行混合水热反应，形成离子液体基固体酸催化剂。2. 根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述的氨烷基三烷氧基硅烷为3-氨丙 基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水热法合成的离子液体基固体酸催化剂，其特征在于：所述催化剂采用氨烷基三烷氧基硅烷与丙烷磺内酯或丁烷磺内酯反应，得到含三烷氧基硅的内鎓盐,再用酸进行酸化，得到阴离子为酸根的磺酸基功能化离子液体单体，最后将离子液体与含羟基的物质进行混合水热反应，形成离子液体基固体酸催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何宁德，梁学正，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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