[发明专利]合成烷基二苯醚的固载离子液体催化剂及制备方法和应用

说明书

一种合成烷基二苯醚的固载离子液体催化剂是由季铵盐类离子液体吸附于活性白土上得到的，是将活性白土于450‑650℃焙烧3‑6 h，冷却后将其加入到季铵盐类离子液体中，在温度50‑120℃且有N₂保护条件下，搅拌2‑5 h，密封、室温下陈化12‑24 h，过滤出固体物质，于100‑120℃干燥2‑4h，即得到固载离子液体催化剂。本发明具有制备过程简单，反应条件温和、对设备腐蚀小、价格低廉、转化率高、催化剂易分离的优点。

技术领域

本发明涉及一种合成烷基二苯醚的固载离子液体催化剂及制备方法和应用。

背景技术

烷基二苯醚具有优异的低温粘度特性、较低的凝固点和优良的热稳定性能，可作为清漆、树脂等的增塑剂、润滑油和变压器等的介质使用。除此之外，烷基二苯醚经过磺化、中和之后得到的烷基二苯醚双磺酸盐是一种性能优异的双子型阴离子表面活性剂。它具有较高的表面活性、优异的水溶性、较好的耐酸碱性和复配性能，可以抗高温、抗硬水。具有较强的应用价值，被广泛应用于日化、乳液聚合、工业清洗和三次采油等领域。

常用的合成烷基二苯醚的烷基化催化剂有无水氯化铝、氟化硼和硫酸等，其中以无水氯化铝的活性最高。这些传统的烷基化试剂虽然具有低廉的价格、较高的产率等优点，但是对设备要求较高、环境污染严重。目前人们研究较多的新型烷基化催化剂主要有固体超强酸、阳离子交换树脂和离子液体催化剂等。固体超强酸作为一种新型的催化剂具有较好的催化活性和环境污染小等特点，但是相对于液体催化剂反应而言，它相对不容易反应且成本较高。而阳离子交换树脂虽然表现出了较为优异的性能，但是其热稳定性阻碍了工业化生产。离子液体具有无腐蚀性、不易挥发、无毒和催化活性高等特点，受到了广泛的关注。该类催化剂已经用于烯烃和二苯醚的烷基化反应当中，如文献“离子液体的酸性测定及其催化的二苯醚/十二烯烷基化反应”(催化学报，2004，25(1))；专利CN 1524839A使用烷基咪唑、烷基铵盐与金属卤化物合成物为催化剂，催化烷基化试剂与二苯醚反应制备烷基二苯醚。离子液体催化剂具有无显著蒸汽压、对环境友好、催化活性高等优点。但是也存在自身问题，例如催化剂用量大、价格昂贵、反应产物与催化剂体系难以分离等。

固载离子液体催化剂是通过物理或者化学的方法将离子液体负载到有机或者无机材料上。该类催化剂将负载材料的高比表面积和离子液体良好的溶解性加以融合，不仅大幅度降低了催化反应中离子液体的用量，而且使得催化剂的活性和选择性得到了提高，更容易实现催化剂与产物的分离。固载离子液体催化剂已经用于催化烷基化反应，如文献“Supported Ionic Liquid Catalysis-A New Concept for HomogeneousHydroformylation Catalysis”(JACS 2002, 124(44):12932-3.)，“Immobilised IonicLiquids as Lewis Acid Catalysts for the Alkylation of Aromatic Compounds withDodecene”(J. Catal., 2000, 196(1):86-94.)等；专利CN 101049575A和CN 1387461A公开了一类通过硅烷化剂以共价键形式将离子液体与载体链接形成的固载离子液体催化剂，该催化剂可用于傅克烷基化反应。但是，此种固载离子液体合成工艺较为复杂且催化活性较低，不利于工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低、制备过程简单，催化活性高、催化剂用量少、易分离、对设备腐蚀小的用于合成烷基二苯醚的固载离子液体催化剂及制备方法和应用。

本发明的固载离子液体催化剂是由季铵盐类离子液体吸附于活性白土上得到的，具体的制备方法包括如下步骤：

将活性白土于450-650℃焙烧3-6 h，冷却后将其加入到季铵盐类离子液体中，在温度50-120℃且有N₂ 保护条件下，搅拌2-5 h，密封、室温下陈化12-24 h，过滤出固体物质，于100-120℃干燥2-4h，即得到固载离子液体催化剂。