[发明专利]羟基功能化杂多酸催化剂、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种羟基功能化杂多酸催化剂，其特征在于，所述羟基功能化杂多酸催化剂具有下式所示的结构：

其中R₁为C2-C45的烷基，R₂、R₃、R₄选自C1-C25的烷基或羟基烷基，并且R₂、R₃、R₄中的至少一者含有羟基，Z^n-为杂多酸根，n为1-8中的任一整数。

2.根据权利要求1所述的羟基功能化杂多酸催化剂，其特征在于：R₄采用羟基乙基；进一步优选的，R₂、R₃选自甲基或羟基乙基。

3.根据权利要求1或2所述的羟基功能化杂多酸催化剂，其特征在于：所述Z^n-中的杂原子元素包括Cu、Li、Zn、Mg、Al、Si、B、P、As、V、Sb、Bi、Cr、Se、Co、Fe、Ni中的任意一种或两种以上的组合，并且其中的配位原子包括Mo、W、V、Cr、Nb、Ta中的任意一种或两种以上的组合；进一步优选的，所述Z^n-包括磷钨酸根、磷钼酸根或硅钨酸根中的任意一种或两种以上的组合。

4.如权利要求1-3中任一项所述的羟基功能化杂多酸催化剂的制备方法，其特征在于包括：使卤代烷烃与羟基叔胺反应生成季铵盐中间体，之后使所述季铵盐中间体与杂多酸在液相体系中混合反应，制得所述羟基功能化杂多酸催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括：

使羟基叔胺和卤代烷烃在溶剂中混合，并在50-90℃下反应2-6h，之后冷却并分离获得季铵盐中间体；

将季铵盐中间体和杂多酸分别配成水溶液，并将季铵盐中间体的水溶液与杂多酸的水溶液在10-30℃混合反应，之后分离所获固体，即为羟基功能化杂多酸催化剂。

6.根据权利要求4-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述羟基叔胺的结构式如下所示：

其中，R₂、R₃、R₄选自C1-C25的烷基或羟基烷基，并且R₂、R₃、R₄中的至少一者含有羟基；

优选的，所述羟基叔胺包括N,N-二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或两种以上的组合；

和/或，所述卤代烷烃包括氟代烷烃、氯代烷烃、溴代烷烃、碘代烷烃中的一种或两种以上的组合，优选的，所述卤代烷烃选自氯代烷烃和/或溴代烷烃，进一步优选的，所述卤代烷烃选自溴代烷烃，进一步优选的，所述卤代烷烃中烷烃包括C2-C45的直链烷烃或带有支链的烷烃，更进一步优选的，所述卤代烷烃包括溴乙烷、1-溴丙烷、1-溴丁烷、1-溴戊烷、1-溴己烷、1-溴庚烷、1-溴辛烷、1-溴壬烷、1-溴癸烷、1-溴十一烷、1-溴十二烷、1-溴十三烷、1-溴十四烷、1-溴十五烷、1-溴十六烷、1-溴十七烷、1-溴十八烷中的一种或两种以上的组合；

和/或，所述杂多酸包括磷钨酸、磷钼酸、硅钨酸中的任意一种或两种以上的组合；

和/或，所述羟基叔胺与所述卤代烷烃的摩尔比为1:1.0-1.5；

和/或，所述杂多酸与羟基叔胺的摩尔比为3.0-6.0:1。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂包括乙酸乙酯、石油醚、二甲苯、己烷、甲苯、四氢呋喃、二甲基亚砜等中的任意一种或两种以上的组合。

8.如权利要求1-3所述的羟基功能化杂多酸催化剂在氧化脱硫中的用途。

9.一种燃油脱硫方法，其特征在于包括：在可能包含有含硫化合物的燃油中加入权利要求1-3中任一项所述的羟基功能化杂多酸催化剂、离子液体和氧化剂，之后在密闭环境中于10-50℃进行氧化脱硫反应，从而脱除燃油中的含硫化合物。

10.根据权利要求9所述的燃油脱硫方法，其特征在于,所述的燃油脱硫方法还包括：在所述氧化脱硫反应完毕后，将所获反应混合液静置分层，分离出油相，即为脱硫后的燃油；优选的，所述的燃油脱硫方法还包括：在分离出油相后，向剩余的反应混合液中加入萃取剂反相萃取2次以上，从而回收得到所述羟基功能化杂多酸催化剂和离子液体；优选的，所述的萃取剂与离子液体的体积比为1:0.25-3.0；优选的，所述反相萃取的次数为2-5次；优选的，所述萃取剂包括环戊烷；优选的，所述的离子液体包括四氟硼酸盐类离子液体或六氟磷酸盐类离子液体；优选的，所述氧化剂包括过氧化氢；优选的，所述羟基功能化杂多酸催化剂的使用量为燃油中硫元素的0.1-5mol％；优选的，所述离子液体与燃油的体积比为1:2-10；和/或，所述氧化剂与燃油中硫元素的摩尔比为1:0.1-1.0；优选的，所述燃油包括汽油、柴油或煤油。