[发明专利]负载型酸性离子液体催化剂及其制备方法和应用以及乙酸乙酯和油酸甲酯的制备方法

权利要求书

1.一种负载型酸性离子液体催化剂，其特征在于，该催化剂包括空心球状介孔二氧化硅载体以及负载在该空心球状介孔二氧化硅载体上的酸性离子液体，所述空心球状介孔二氧化硅载体的平均颗粒直径为3-20微米，比表面积为200-300平方米/克，孔容为0.5-1.5毫升/克，最可几孔径为3-20纳米。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，以该催化剂的总重量为基准，所述酸性离子液体的含量为10-60重量％，所述空心球状介孔二氧化硅载体的含量为40-90重量％，优选地，以该催化剂的总重量为基准，所述酸性离子液体的含量为35-45重量％，所述空心球状介孔二氧化硅载体的含量为55-65重量％。

3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述催化剂的平均颗粒直径为5-20微米，比表面积为190-270平方米/克，孔容为0.4-0.7毫升/克，最可几孔径为2-9.7纳米；优选地，所述催化剂的平均颗粒直径为5-15微米，比表面积为250-260平方米/克，孔容为0.45-0.6毫升/克，最可几孔径为2.5-3.5纳米。

4.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述空心球状介孔二氧化硅载体由包括下述步骤的方法制备得到：在模板剂、2，2，4-三甲基戊烷和乙醇的存在下，将四甲氧基硅烷与酸性水溶液接触，并将接触后所得混合物在晶化条件下晶化，将所得晶化产物加热，脱除模板剂，所述模板剂为聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段共聚物；所述接触的条件包括：接触温度10-60℃，接触时间10-72小时；所述酸性水溶液为乙酸和乙酸钠的缓冲溶液，且所述缓冲溶液的pH值为1-6；相对于1克所述模板剂，所述酸性水溶液的用量为26-30毫升；所述晶化的条件包括：晶化温度为30-150℃，晶化时间为10-72小时；所述聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯三嵌段共聚物、乙醇、2，2，4-三甲基戊烷和四甲氧基硅烷的重量比为1∶1-3∶3-10∶1-5。

5.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述酸性离子液体为含有磺酸基的离子液体，所述含有磺酸基的离子液体中的阳离子为1-磺酸烷基-3-烷基咪唑阳离子、1-磺酸芳基-3-烷基咪唑阳离子、1-磺酸芳烷基-3-烷基咪唑阳离子的一种或多种；所述含有磺酸基的离子液体中的阴离子为硫酸根离子、硫酸氢根离子、卤离子、PF₆^-、硼酸根离子、四氟硼酸根离子、烷基磺酸根离子、三氟甲烷基磺酸根、对甲苯磺酸根离子中的一种或多种；更优选所述含有磺酸基的离子液体为1-(4-磺酸基)丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐和/或1-(4-磺酸基)丁基-3-甲基咪唑甲基磺酸盐。

6.权利要求1-5中任意一项所述的负载型酸性离子液体催化剂的制备方法，该方法包括将酸性离子液体负载在空心球状介孔二氧化硅载体上，所述空心球状介孔二氧化硅载体的平均颗粒直径为3-20微米，比表面积为200-300平方米/克，孔容为0.5-1.5毫升/克，最可几孔径为3-20纳米。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述将酸性离子液体负载在空心球状介孔二氧化硅载体上的方式包括将所述空心球状介孔二氧化硅载体浸渍在含有酸性离子液体的溶液中，含有酸性离子液体的溶液中的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、环己醇、丙酮和乙酸中的一种或多种，优选为乙醇；所述空心球状介孔二氧化硅载体、溶剂与酸性离子液体加入的重量比为1∶2-200∶0.1-10，优选为1∶15-30∶2-8。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述浸渍的条件包括：浸渍温度为25-120℃，优选为25-50℃，浸渍时间为5-80小时，优选为10-40小时。

9.权利要求1-5中任意一项所述的负载型酸性离子液体催化剂在酯化反应中的应用。

10.一种乙酸乙酯的制备方法，其中，该方法包括：在催化剂的存在下，在酯化反应的条件下，使乙酸和乙醇接触，以得到乙酸乙酯，其特征在于，所述催化剂为权利要求1-5中任意一项所述的催化剂。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，乙酸和乙醇的摩尔比为1∶0.5-10，且以催化剂中负载的酸性离子液体计，相对于100重量份的乙酸，所述催化剂的量为1-20重量份，优选地，所述催化剂的量为5-10重量份。