【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于全氟磺酸树脂，具体涉及一种由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法及其应用。
技术介绍
0、技术背景
1、全氟磺酸树脂作为酸性最强的固体酸催化剂，在催化、分离、电化学领域有着极为广泛的应用。由于树脂的稳定性极高，也带来了难以加工的问题。目前市售的树脂催化剂均为熔融挤出或溶液涂布制备，所以，树脂形状为颗粒状、长条状或者薄膜状，薄膜状催化剂在使用过程中存在过滤困难的问题，颗粒状、长条状催化剂存在有效表面积小等缺陷。
2、另外，传统的酯化反应均需要强酸催化，以丁二酸二甲酯的合成为例，是由丁二酸与甲醇发生酯化反应制备得到的，传统的催化剂使用浓硫酸作为催化剂，腐蚀性强，对设备要求高，并且后处理过程复杂，还会产生大量的固废。若使用全氟磺酸树脂作为催化剂可以减少对设备的腐蚀，并且产品后处理简便，树脂可重复利用。若能解决现有技术中全氟磺酸树脂过滤困难、有效表面积小等缺陷，将对该反应意义重大。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，提升全氟磺酸树脂催化剂活性位点的利用率，提升催化剂的过滤性能，同时，本专利技术还提供所述催化剂在合成丁二酸二甲酯中的应用。
2、一种由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，包括以下步骤：
3、（1）将市售全氟磺酸树脂与溶剂混合，在惰性气体气氛下，升温至220-270℃、压力控制为10-20mpa，保持3-5h，将所述全氟磺酸树脂溶解
4、（2）将所述树脂溶液加入沉淀剂中，使全氟磺酸树脂发生沉淀，过滤，得到白色沉淀，将所述沉淀干燥，得到所述全氟磺酸树脂催化剂。
5、优选地，步骤（1）中控制压力为15mpa。
6、 优选地，所述溶剂为醇溶剂与水的混合溶剂。
7、优选地，所述醇溶剂与水的体积比为0.5:1-5:1
8、优选地，所述醇溶剂为甲醇、乙醇或者异丙醇。
9、优选地，所述沉淀剂为正己烷、环己烷、石油醚或者四氢呋喃。
10、优选地，所述沉淀剂的体积为溶剂体积的3-5倍。
11、优选地，所述干燥的温度为100-150℃。
12、优选地，所述市售全氟磺酸树脂为颗粒状、条状或者薄膜状。
13、一种制备丁二酸二甲酯的方法，具体为：以丁二酸和甲醇为原料，向其中加入催化剂，在60-80℃下进行回流反应，反应完毕后，过滤回收催化剂，滤液备用；其中，所述催化剂为采用上述制备方法制备得到的催化剂。
14、优选地，所述催化剂占丁二酸的质量比为8-12%；所述丁二酸与甲醇的比例为1g：（1-2）ml。
15、本专利技术的优点：
16、（1）本专利技术采用溶解-沉淀的方法，将现有技术中颗粒状、条状或者薄膜状的全氟磺酸树脂制备成由粉末堆积成的海绵状全氟磺酸树脂催化剂，具备更多的孔道结构；
17、（2）本专利技术在干燥过程中，一方面使全氟磺酸树脂链段充分整齐排列，使获得的树脂催化剂具备更强的强度、稳定性以及抗溶胀性能；另一方面，在干燥过程中，溶剂挥发，使粉末自发堆积形成树脂海绵，暴露更大的孔道以及丰富的活性位点，提升了树脂催化剂活性位点的利用率，提高了其催化性能和稳定性；
18、（3）本专利技术制备的全氟磺酸树脂催化剂，用于制备丁二酸二甲酯中，具有较好的催化活性和稳定性，催化剂可回收利用。
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1.一种由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：所述溶剂为醇溶剂与水的混合溶剂。
3.根据权利要求2所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：所述醇溶剂与水的体积比为（0.5-5）：1。
4.根据权利要求3所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：所述醇溶剂为甲醇、乙醇或者异丙醇。
5.根据权利要求1所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：所述沉淀剂为正己烷、环己烷、石油醚或者四氢呋喃。
6.根据权利要求1所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：所述沉淀剂的体积为溶剂体积的3-5倍。
7.根据权利要求1所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：所述干燥的温度为100-150℃。
8.根据权利要求1所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：所述市售全
9.一种制备丁二酸二甲酯的方法，其特征在于：以丁二酸和甲醇为原料，向其中加入催化剂，在60-80℃下进行回流反应，反应完毕后，过滤回收催化剂，滤液备用；其中，所述催化剂为采用权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到的催化剂。
10.根据权利要求9所述制备丁二酸二甲酯的方法，其特征在于：所述催化剂占丁二酸的质量比为8-12%；所述丁二酸与甲醇的比例为1g：（1-2）mL。
...【技术特征摘要】
1.一种由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：所述溶剂为醇溶剂与水的混合溶剂。
3.根据权利要求2所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：所述醇溶剂与水的体积比为（0.5-5）：1。
4.根据权利要求3所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：所述醇溶剂为甲醇、乙醇或者异丙醇。
5.根据权利要求1所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征在于：所述沉淀剂为正己烷、环己烷、石油醚或者四氢呋喃。
6.根据权利要求1所述由粉末堆积为海绵状全氟磺酸树脂催化剂的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴垒，赵玉琛，师琦琦，杨维曦，张高鹏，高武，
申请(专利权)人：西安凯立新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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