[发明专利]一种酸性固载离子液体及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及固体酸技术领域，具体公开一种酸性固载离子液体及其制备方法和应用。所述酸性固载离子液体将带氨基的偶联剂和载体进行偶联反应得到偶联剂功能化载体，然后采用季铵化试剂对所述偶联剂功能化载体上的氨基进行季铵化得到固载功能化离子液体中间体，然后用酸化剂对所述固载功能化离子液体中间体进行酸化，得到所述酸性固载离子液体。本发明采用带氨基的偶联剂先和载体进行键连，然后利用偶联剂的氨基进行季铵化，再进行酸化，从而制备成负载型酸性离子液体即所述酸性固载离子液体，由于化学键连的存在，使得酸负载牢固，提高热稳定性，并且避免了酸性流失，提高其使用寿命。

技术领域

本发明涉及固体酸技术领域，尤其涉及一种酸性固载离子液体及其制备方法和应用。

背景技术

化工产业中酸催化剂是必不可少的，广泛应用于酯化、烷基化、醚化、硝化等各种反应中，目前使用的大多为盐酸、浓硫酸之类的液体无机酸催化剂。因为无机酸催化剂价廉易得，催化效果好，还是目前大型化工产品生产的首要催化剂。但无机酸在使用时会产生大量废酸，严重腐蚀设备，且不易与产物分离，难以循环使用，只能被丢弃，不仅使生产成本上升，还对环境造成了严重的污染。

随着工业化的发展，环保要求日益严格，寻求可以替代传统无机酸的研究迫在眉睫。固体酸催化剂是一种不易腐蚀设备、无毒，易分离且可循环使用的绿色环保型新型催化剂。有关固体酸催化剂的研究较多，固体酸包括分子筛，SO₄^2-/ZrO₂、SO4^2-/TiO₂、SO₄^2-/SnO₂、SO4^2-/Al₂O₃和固载的杂多酸，在许多化学反应上取得了一定的进展。但是这些固体酸催化剂存在热稳定性差、酸性易流失、寿命短等缺点，限制了其工业化推广和应用。

发明内容

针对现有固体酸催化剂存在热稳定性差、酸性易流失、寿命短等问题，本发明提供一种酸性固载离子液体。

以及，一种酸性固载离子液体的制备方法。

以及，一种酸性固载离子液体的应用。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种酸性固载离子液体，将带氨基的偶联剂和载体进行偶联反应得到偶联剂功能化载体，然后采用季铵化试剂对所述偶联剂功能化载体上的氨基进行季铵化得到固载功能化离子液体中间体，然后用酸化剂对所述固载功能化离子液体中间体进行酸化，得到所述酸性固载离子液体。

相对于现有技术，本发明提供的酸性固载离子液体具有以下优势：

本申请采用带氨基的偶联剂先和载体进行键连，然后利用偶联剂的氨基进行季铵化，再进行酸化，从而制备成负载型酸性离子液体即所述酸性固载离子液体，由于化学键连的存在，使得酸负载牢固，提高热稳定性，并且避免了酸性流失，并提高其使用寿命。

优选地，所述带氨基的偶联剂和载体的质量比为0.8-1.2:1.8-2.2，所述带氨基的偶联剂为硅烷偶联剂，所述载体为带硅羟基的载体。

本申请以带硅羟基的载体和硅烷偶联剂为原料进行化学键连，优选控制其比例，使得硅烷偶联剂含有能够水解的基团均与带硅羟基的载体化学键连，保证偶联剂功能化载体的稳定性。

优选地，所述带硅羟基的载体为；硅胶、凹凸棒或分子筛。

带硅羟基载体的选择是影响酸性固载离子液体负载牢固程度的关键因素之一，硅胶、凹凸棒或分子筛含有的Si-OH极易与硅烷偶联剂的中烷氧基发生反应牢固结合，有利于形成稳定的偶联剂功能化载体，同时硅胶属于中孔结构，分子筛具有小而均匀的孔结构，凹凸棒属于多孔蜂窝状，硅胶、凹凸棒和分子筛均具有孔结构，有利于分子在孔道内进行有效扩散和酸根的负载固定。