[发明专利]表面活性剂型杂多酸及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种杂多酸，具体涉及一种表面活性剂型杂多酸及其制备方法和应用，属于化学技术领域。

背景技术

近年来，随着世界经济的飞速发展，汽车的保有量呈现直线上升的趋势，据最新数据报道，2016年全世界的汽车保有量已超过10亿辆，而我国自加入WTO以来，汽车保有量以年均l 8％的速度快速增长，由2006年的1802万辆增长到2016年的2.85亿辆，增长了14.82倍。爆炸式发展的汽车制造业不仅推动了经济发展，也为人类的生活带来了诸多的便利，但是随之而来了一系列严重的大气污染问题，雾霾现象的普遍出现就是最好的证明。雾霾的主要组成为二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物，无一不与汽车尾气排放密切相关，其问题源头就是油品质量。升级油品质量的关键在于油品脱硫，而只有油品质量提升，才可能减少汽车尾气排放造成的污染，进而缓解空气污染，保护环境。所以，开展燃油的深度脱硫研究工作已经成为了当务之急。

1934年英国曼彻斯特的Bragg小组的年轻物理学家J.F.Keggin首次提出了Keggin型杂多酸，开始了对杂多酸及其应用的研究。直到现在，国内外仍有许多化学工作者对杂多酸类催化剂的脱硫性能进行研究。但由于杂多酸具有水溶性，不利于后期回收，并且其在有机溶剂中的溶解度比较低，反应的比表面积较小，因此常常将杂多酸与其他物质结合，例如：将杂多酸通过化学作用或物理吸附作用固载在高分子化合物上，从而形成性能更加优良的催化剂——相转移催化剂，即结构中具有双亲基团的催化剂，换言之，该催化剂既有可溶于有机相的基团，又有可溶于水的基团。在相转移过程中，催化剂能够很好地输送催化活性组分到达有机相中发挥其催化功效，其中表面活性剂型催化剂是近年来研究较多的一类新型相转移催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高效催化性能的表面活性剂型杂多酸及其制备方法和应用。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种表面活性剂型杂多酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1：称取SRL系列阳离子Gemini表面活性剂和Keggin型杂多酸，分别于去离子水中溶解均匀，前者记为SRL溶液，后者记为杂多酸溶液；

Step2：将杂多酸溶液缓慢滴加于SRL溶液中，滴加完毕后在已经升温至80℃的油浴中恒温搅拌回流6h；

Step3：过滤、烘干，得淡黄色粉末，即表面活性剂型杂多酸。

前述的表面活性剂型杂多酸的制备方法，其特征在于，在Step1中，前述SRL系列阳离子Gemini表面活性剂和Keggin型杂多酸二者的物质的量之比为3:2。

前述的表面活性剂型杂多酸的制备方法，其特征在于，在Step1中，前述SRL系列阳离子Gemini表面活性剂包括：溴代N，N，N＇，N＇-四甲基-N，N＇-二癸基乙二胺、溴代N，N，N＇，N＇-四甲基-N，N＇-二-十二烷基乙二胺、溴代N，N，N＇，N＇-四甲基-N，N＇-二-十四烷基乙二胺和溴代N，N，N＇，N＇-四甲基-N，N＇-二-十六烷基乙二胺。

一种由前述方法制备得到的表面活性剂型杂多酸，其能够用来制备三元复合脱硫催化剂，具体的制备方法为：

以Cu(NO₃)₂、SRL-POM、(CH₃)₄NOH﹒5H₂O、均苯三酸和MCM-41分子筛为原料，采用一锅法水热合成三元复合脱硫催化剂，其中，水热合成的工艺条件为：

30min内升温到180℃，保持16h后以1.25℃/min的速率降温至30℃，最后抽滤烘干得淡黄色粉末状产物。

本发明的有益之处在于：

(1)我们利用抗衡阳离子基团对Keggin型杂多酸进行了修饰改性，由于SRL系列阳离子Gemini表面活性剂是一种新型的表面活性剂，在生命科学、功能材料以及采油领域扮演着重要的角色，所以用它对杂多酸进行修饰改性，可以制备得到新型、高效催化性能的杂多酸；

(2)将表面活性剂型杂多酸、MOF和MCM-41分子筛复合，所形成的新型三元复合脱硫催化剂由于多孔材料孔道尺寸大小的限制，选择合适尺寸的MOF和MCM-41材料对表面活性剂型杂多酸进行包裹保护，所以制得的三元催化剂具有稳定性更高、脱硫效率更高的性能；

(3)表面活性剂型杂多酸和三元复合脱硫催化剂的制备方法简单、易控，适合在工业上大规模生产。

附图说明