[发明专利]一种杂多酸离子液体负载的Sn-SBA-15催化剂的制备方法及用途

说明书

本发明属于无机纳米复合材料的领域，公开了一种杂多酸离子液体负载的Sn‑SBA‑15催化剂的制备方法及用途。步骤包括：制备Sn‑SBA‑15介孔分子筛；制备杂多酸离子液体；杂多酸离子液体负载的Sn‑SBA‑15催化剂。本发明将有机阳离子和杂多阴离子结合的离子液体通过嫁接法负载于金属原子改性过后的介孔材料，将杂多酸离子液体，介孔材料Sn‑SBA‑15两者结合，集中它们的优势，克服各自的缺点，解决了因离子液体粘度大难处理的的问题，并且大大地提高酸催化剂的酸性、活性及重复利用率。

技术领域

本发明属于无机纳米复合材料的领域，涉及了一种杂多酸离子液体负载的Sn-SBA-15催化剂的制备方法及用途。

背景技术

离子液体，是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，在室温或室温附近呈液体状态的盐类。由于其具有低蒸气压，宽液程，良好的导电性与导热性，可调节的溶解性，完全符合绿色化学的要求，可逐步代替传统的无机酸，显示出了良好的应用前景。利用离子液体具有阴阳离子的可设性这一独特优势，可以通过改变阴阳离子的种类来调节离子液体的酸性。

杂多酸作为一种高活性，多功能，环境友好型的无机酸，近年来受到越来越多的关注。它拥有结构结构稳定的阴离子，又兼有酸性与氧化还原性能，使之与离子液体结合，开发出性能优良、酸度可以调节的新型酸功能型离子液体催化剂。

Yang等(Hongwei Yang等Ind.Eng.Chem.Res.2011,50,11440-11444)采用甲基咪唑为阳离子和磷钼酸为阴离子合成的离子液体，用于芳香化合物的硝化，显示出较高的催化活性。Wang等(Jun Wang等Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,168-171)将磷钨酸分别于咪唑，甲基咪唑和三乙胺三种阳离子结合形成杂多酸离子液体，均用于柠檬酸与叔丁醇的酯化反应，结果显示咪唑类离子液体具有更好的催化效果。然而，由于离子液体的广泛溶解性，给催化剂与反应物的分离造成了一定的困难。有研究将特殊功能化的离子液体多相化可以很好的解决此问题。与此同时，多相化的离子液体还可以降低其昂贵的用量，减少催化剂对反应物的污染。介孔材料SBA-15具有较大的比表面积，均一的孔径分布，较厚的孔壁，良好的水热稳定性，是一种性能优异的载体材料。但纯硅分子筛骨架网络缺陷少，催化活性有待优化。

发明内容

本发明的目的是通过将有机阳离子和杂多阴离子结合的离子液体通过浸渍法负载于金属原子改性过后的介孔材料SBA-15，这样可以大大地提高酸催化剂的酸性、活性及重复利用率。

本发明涉及一种以金属Sn改性后的介孔分子筛Sn-SBA-15为载体，以1-甲基，1,3丙烷磺酸内脂，硅钨酸为原料制备杂多酸离子液体，通过浸渍法将离子液体与载体Sn-SBA-15结合得到酸性催化剂。将杂多酸离子液体，介孔材料Sn-SBA-15二者结合，集中它们的优势，克服各自的缺点，得到固载化离子液体，用于催化乙酸与苯甲醇的酯化反应并且取得良好效果。

一种杂多酸离子液体负载的Sn-SBA-15催化剂的制备方法，步骤如下：

步骤1、制备Sn-SBA-15：

将P123溶解在含有NaCl的去离子水中，30～40℃下机械搅拌至溶液澄清后，加入TEOS与五水合四氯化锡的混合溶液，继续机械后形成白色固体沉淀，将反应混合物转移至聚四氟乙烯反应釜中，水热晶化24h，抽滤、洗涤、干燥，置于管式炉中，升温至500℃焙烧以去除模板剂，得到Sn-SBA-15。

步骤1中，所使用的P123、NaCl、TEOS、SnCl₄·5H₂O和H₂O的摩尔比为0.013：1：1：0.05：221。

步骤2、制备杂多酸离子液体1-(3-磺酸基)丙基-3-甲基咪唑硅钨酸盐[mim-ps]₄SiW₁₂O₄₀，简称SWIL；