[发明专利]硅胶负载咪唑离子液体催化剂、制备方法及在制备碳酸酯的应用

权利要求书

1.硅胶负载的咪唑离子液体催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)咪唑离子液体的制备：在氮气气氛下，以N-甲基咪唑和2-溴乙胺氢溴酸盐为原料，制备得到咪唑离子液体，所述咪唑离子液体的结构式为：

(2)硅胶负载的咪唑离子液体催化剂的制备：将正硅酸乙酯加入至乙醇溶液中，然后在不断搅拌下将正硅酸乙酯和乙醇的混合液加热到60-80℃，然后将步骤(1)制备得到的咪唑离子液体以1-2mL/min的速率匀速加入到正硅酸乙酯和乙醇的混合液中，并在不断搅拌下至呈现油珠状悬浮液体系，且在不断搅拌的同时以3-5mL/min的速率匀速滴加盐酸至悬浮液体系中，并逐渐凝固成胶体状，在65-75℃的水浴中持续加热5-6h，陈化，并将陈化后得到的固体干燥，得到硅胶负载的咪唑离子液体催化剂。

2.根据权利要求1所述的硅胶负载的咪唑离子液体催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的制备方法为：将N-甲基咪唑和2-溴乙胺氢溴酸盐均完全溶解至至无水乙醇中并混合均匀，在80-100℃回流18-22h，然后将温度降至室温、过滤，并将得到的固体真空干燥，得到硅胶负载的咪唑离子液体催化剂，再将得到的硅胶负载的咪唑离子液体催化剂进行纯化，纯化的方法为：将干燥后的固体中加入四氢呋喃，过滤，在剩余的固体中加入乙酸乙酯并洗涤3-5次后干燥10-12h后，在剩余固体中加入KOH水溶液并使溶液的pH达到8-9，过滤、真空干燥，接着往剩余固体里加入无水乙醇，过滤并真空干燥。

3.根据权利要求1所述的硅胶负载的咪唑离子液体催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的2-溴乙胺氢溴酸盐为2-溴乙胺氢溴酸钠或2-溴乙胺氢溴酸钾，且N-甲基咪唑和2-溴乙胺氢溴酸盐的质量比为16-17：13。

4.根据权利要求1所述的硅胶负载的咪唑离子液体催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的乙醇溶液的体积分数为75％-95％，正硅酸乙酯和乙醇溶液的体积比为5-7∶4，咪唑离子液体与正硅酸乙酯的质量比为3-4：1，咪唑离子液体与盐酸的体积之比为2-3：1。

5.根据权利要求1所述的制备方法制备得到的硅胶负载的咪唑离子液体催化剂，其特征在于，所述步骤(2)制备得到的硅胶负载的咪唑离子液体催化剂的结构式为：

6.一种权利要求5所述的硅胶负载的咪唑离子液体催化剂在催化合成碳酸酯中的应用。

7.一种应用权利要求5所述的硅胶负载的咪唑离子液体催化剂催化合成生物基碳酸酯的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)环氧棉籽油的准备：将棉籽油和过氧磷钨酸盐混合后并加热搅拌至60-80℃，接着以0.5-1mL/min的速率匀速滴加H₂O₂溶液，滴加完继续反应并搅拌5-8h，冷却至室温、萃取、水洗至中性，再加入无水硫酸钠除水，得到环氧棉籽油；

其中，H₂O₂溶液的质量分数为25-35％，棉籽油与过氧磷钨酸盐的质量比为10：1-2，棉籽油的体积与H₂O₂溶液的体积之比为1：1-1.5；

(2)生物基碳酸酯的制备：将步骤(1)制备得到的环氧棉籽油置于反应釜中，再加入硅胶负载型咪唑离子液体催化剂，并在反应釜中持续通入CO₂气体，磁力搅拌下，在反应压力为1-5MPa、反应温度为120-160℃下持续反应9-21h，反应结束后将温度降到室温，得到生物基环碳酸酯，并回收催化剂；

其中，环氧棉籽油与硅胶负载型咪唑离子液体催化剂的质量比为24：1-2。

8.根据权利要求7所述的硅胶负载的咪唑离子液体催化剂催化合成生物基碳酸酯的方法，其特征在于，所述步骤(1)的过氧磷钨酸盐为过氧磷钨酸钠或过氧磷钨酸钾。