[发明专利]凹凸棒粘土/聚合离子液体复合催化剂的制备方法

权利要求书

1.凹凸棒粘土/聚合离子液体复合催化剂的制备方法，其特征在于：采用含有双键的硅烷偶联剂与凹凸棒粘土反应，制得表面具有乙烯基活性官能团的改性凹凸棒粘土；再在惰性气体保护下，改性凹凸棒粘土与可聚合强酸性离子液体单体，通过溶液聚合法进行接枝聚合，制得带有高密度强酸性位点的凹凸棒粘土/聚合离子液体复合催化剂。

2.根据权利要求1所述的凹凸棒粘土/聚合离子液体复合催化剂的制备方法，其特征在于：所述的接枝聚合强酸性离子液体单体为下述结构通式表示：

其中n为侧链链长，X为阴离子，m为荷电数，通过调节n和X来实现可聚合酸性离子液体单体结构的设计与调控，其对应的结构如下表：

。

3.根据权利要求1所述的凹凸棒粘土/聚合离子液体复合催化剂的制备方法，其特征在于：采用含有双键的硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)或乙烯基三乙氧基硅烷(A151或A171)。

4. 根据权利要求1所述的凹凸棒粘土/聚合离子液体复合催化剂的制备方法，其特征在于：以γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)、1-磺酸丁基-3-(-烯丙基) 咪唑盐与硫酸合成的离子液体为例，其反应路径如下：

根据权利要求4所述的凹凸棒粘土/聚合离子液体复合催化剂的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下具体步骤：

步骤（a）：在高速离心机和超声波清洗机中对凹土进行超细化后，室温下将其放入盐酸中浸泡8 h，再用去离子水将其清洗至中性，离心分离出固态物质，将固态物质在50℃真空干燥48h，粉碎过200目得到纯化的凹凸棒粘土（1）；

步骤（b）：采用含有双键的硅烷偶联剂与步骤（a）得到的纯化凹凸棒粘土（1）反应，制得表面具有乙烯基官能团的改性凹凸棒粘土将凹凸棒粘土（2），具体为：在容器中加入步骤（a）得到的凹凸棒粘土（1）3.0 g和50 -100 mL甲苯，超声分散20-50分钟；然后在搅拌过程中加入硅烷偶联剂1.0-3.0 mL，在30-50℃的条件下放于超声波中反应30-50分钟；在40℃下磁力搅拌的恒温油浴中反应3-5小时；反应产物依次经甲苯、无水乙醇和去离子水过滤、洗涤、干燥、粉碎，制得改性凹凸棒粘土（2）；

步骤（c）：将步骤（b）得到的改性凹凸棒粘土（2）2.0 g置于50 mL乙腈中中搅拌回流，先后加入10 -15 mmol的强酸性离子液体单体（3）和偶氮二异丁腈0.05-0.125 g，在搅拌并通氮气保护下6０-70℃下恒温回流反应30 h，反应产物依次经甲苯、无水乙醇和去离子水洗涤、干燥、粉碎，得凹土固定化聚合离子液体(4)。

5.根据权利要求1所述的凹凸棒粘土/聚合离子液体复合催化剂的制备方法，其特征在于采用的强酸性离子液体的制备是这样实现的:

（1）冰浴条件下，取等物质的量的1,4-丁基磺酸内酯加入1-烯丙基咪唑中，室温条件搅拌72 h至反应物转化为固体；用乙醚洗涤后干燥得到两性离子1-磺酸丁基-3-(1-烯丙基) 咪唑盐(BsAIm)；

（2）冰浴条件下，取等物质量的酸与BsAIm，60 ℃搅拌混合反应72 h至白色固体完全消失，得到液态粘稠物质，用乙醚洗涤后干燥得到强酸性离子液体。

6.根据权利要求1所述的凹凸棒粘土/聚合离子液体复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中的酸为H₂SO₄、CF₃SO₃H或C₆H₅SO₃H。