[发明专利]用于苯氧化制备苯酚的催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种用于苯氧化制备苯酚的催化剂，该催化剂为基于H₂PMo₁₁V₄₀^2-的PMoV杂多阴离子和带有聚乙二醇单甲醚烷基链的甲基咪唑基阳离子的离子液体催化剂，其中，聚乙二醇单甲醚烷基链的分子量为350-1100；

其中，该催化剂的结构式为：

其中，n为7-25。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，n为7-16。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述聚乙二醇单甲醚烷基链的分子量为350、750或者1100。

4.权利要求1或3所述的用于苯氧化制备苯酚的催化剂的制备方法，其包括以下步骤：

(1)聚乙二醇单甲醚的氯化：

在室温和氩气保护条件下，将真空干燥处理过的聚乙二醇单甲醚加入到无水甲苯中，然后加入吡啶，搅拌至聚乙二醇单甲醚充分溶解，向溶液中缓慢滴加氯化亚砜溶液，滴加完毕后，升温至110-120℃，反应8-12小时；

反应结束后，冷却至室温，过滤白色盐沉淀，得到滤液，将滤液中的溶剂甲苯通过真空旋蒸除去，得到淡黄色的固体，即为氯化聚乙二醇单甲醚，记为mPEG-Cl，其中，聚乙二醇单甲醚、无水甲苯、吡啶、氯化亚砜的加入量比例为1-5mmol的聚乙二醇单甲醚：10-30mL无水甲苯：1-5mmol吡啶：5-15mmol氯化亚砜；

(2)甲基咪唑季铵盐化反应：

将步骤(1)制备的mPEG-Cl与甲基咪唑混合，mPEG-Cl与甲基咪唑的摩尔比为1-5mmol:2-6mmol，置于高压反应釜中，反应釜密封，充氩气使得反应釜中的压力达到1.5-3MPa，升温至90-100℃，反应1-3天；

反应结束后，冷却至室温，将产物溶于水，用无水乙醚洗涤数次以去除未反应的甲基咪唑，得固体产物，记为mPEG-IM；

(3)杂多阴离子交换：

将步骤(2)制备的mPEG-IM加热至80-90℃，搅拌状态下，缓慢滴加H₄PMo₁₁VO₄₀杂多酸水溶液，mPEG-IM与H₄PMo₁₁VO₄₀的摩尔比为0.5-1mmol:0.25-0.50mmol，滴加完后，继续保持80-90℃，持续搅拌反应24-48小时，反应结束后，冷却至室温，将所得产物于60-70℃真空干燥8-12小时，得到深褐色粘稠液体，即所述用于苯氧化制备苯酚的催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述氯化亚砜溶液是氯化亚砜溶解于甲苯中形成的溶液，以氯化亚砜溶液的体积计，氯化亚砜的含量为0.5-3mmol/mL。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述H₄PMo₁₁VO₄₀杂多酸水溶液，是H₄PMo₁₁VO₄₀杂多酸溶解在水中形成的溶液，以H₄PMo₁₁VO₄₀杂多酸水溶液的体积计，H₄PMo₁₁VO₄₀的含量为0.025-0.10mmol/mL。