[发明专利]一种咪唑盐有机聚合物催化剂及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 201610464558.4 申请日: 2016-06-24
公开(公告)号: CN107537575B 公开(公告)日: 2020-05-05
发明(设计)人: 丁云杰;李存耀;汪文龙;严丽 申请(专利权)人: 中国科学院大连化学物理研究所
主分类号: B01J31/24 分类号: B01J31/24;B01J35/10;C07D317/36
代理公司: 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 代理人: 马驰
地址: 116023 *** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 咪唑 有机 聚合物 催化剂 及其 制备 方法 应用
【权利要求书】:

1.一种咪唑盐有机聚合物催化剂,其特征在于:所述咪唑盐有机聚合物由烯烃基官能团化的咪唑盐类化合物与交联剂混聚而成,得到的有机聚合物中加入路易斯酸,加入路易斯酸时,酸中的金属离子与有机聚合物中的N和/或P进行配位,所得产物为咪唑盐有机聚合物催化剂;

所述烯烃基官能团化的咪唑盐类化合物为

所述交联剂选自

2.根据权利要求1所述的咪唑盐有机聚合物催化剂,其特征在于: 所述路易斯酸选自Zn、Ca或Mg卤化物中的一种或两种以上,卤化物用MX2表示,其中,M为金属元素,X=F、Cl、Br、I,催化剂中金属担载量为0.01-10wt%。

3.根据权利要求1所述的咪唑盐有机聚合物催化剂,其特征在于:所述咪唑盐有机聚合物通过溶剂热聚合法制备得到;

所述咪唑盐有机聚合物具有多级孔结构,比表面积为100-3000m2/g,同时含有大孔、中孔和微孔,孔容为0.1-5.0cm3/g,孔径分布在0.2-50.0nm。

4.一种权利要求1-3任一所述咪唑盐有机聚合物催化剂的制备方法,其特征在于:将烯烃基官能团化的咪唑盐类化合物中加入交联剂,采用溶剂热聚合法,经自由基引发剂引发烯烃基发生聚合反应,生成具有多级孔结构的咪唑盐有机聚合物,得到的聚合物中加入路易斯酸,得到催化剂;加入路易斯的情况为,将路易斯酸溶于溶剂中,加入咪唑盐有机聚合物,搅拌,使路易斯酸中的金属离子与咪唑盐有机聚合物中的N和/或P进行配位,之后蒸去挥发性溶剂,得到催化剂。

5.根据权利要求4所述咪唑盐有机聚合物催化剂的制备方法,其特征在于:

具体制备步骤为:

a)在273-473 K,惰性气体气氛下,在溶剂中,加入烯烃基官能团化的咪唑盐类化合物、添加交联剂、再加入自由基引发剂,混合后,将混合物搅拌0.1-100小时;

b)将步骤a)制得的混合溶液转移至合成高压釜中,273-473K,惰性气体气氛下,采用溶剂热聚合法,静置1-100小时进行聚合反应,得到一种固载化离子液体聚合物;

c)将步骤b)得到的混聚物,在室温条件下真空抽除溶剂,即得到具有多级孔结构的咪唑盐有机聚合物;

d)在273-473K,惰性气体气氛下,在含有路易斯酸的溶剂中,加入步骤c)得到的咪唑盐有机聚合物,搅拌0.1-100小时,真空抽除有机溶剂,得到催化剂;

按照步骤a) - d)操作得到咪唑盐有机聚合物催化剂。

6.按照权利要求5所述的制备方法,其特征在于:步骤a)中所述溶剂为水、苯、甲苯、四氢呋喃、甲醇、乙醇、二氯甲烷或三氯甲烷中一种或两种以上;所述自由基引发剂为过氧化环己酮、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈的一种或两种以上;

步骤a)中所述烯烃基官能团化的咪唑盐类化合物和交联剂的摩尔比为0.01:1-100:1;烯烃基官能团化的咪唑盐类化合物与自由基引发剂的摩尔比为300:1-10:1;聚合成有机混聚物前,烯烃基官能团化的咪唑盐类化合物在有机溶剂中的浓度为0.01-1000g/L;

步骤d)中所述溶剂为水、苯、甲苯、四氢呋喃、甲醇、乙醇、二氯甲烷或三氯甲烷中一种或两种以上,所述路易斯酸为ZnX2,CaX2或MgX2中的一种或两种以上,X=F、Cl、Br、I,催化剂中金属担载量为0.01-10wt%。

7.一种权利要求1-3任一所述咪唑盐有机聚合物催化剂于制备环碳酸酯反应中的应用。

8.按照权利要求7所述的应用, 其特征在于:反应过程为将制备得到的催化剂装入反应器中,通入原料气和反应物料环氧化合物,原料气的主要组分为CO2,CO2的体积含量为20-70%,反应物料环氧化合物纯度为20-100%,反应温度323-573K,反应压力0.1-10.0MPa,气体空速100-20000h-1, 液时空速0.01-10.0h-1,所述的反应器为固定床,浆态床,滴流床或釜式反应器。

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