[发明专利]制备含磺酸基硅质材料的方法

摘要

本发明涉及制备含磺酸基硅材料方法，可以通过两种途径实现：第一途径以卤烃基－硅质材料为前驱体，亚硫酸碱盐或亚硫酸氢盐作为磺化剂磺化，磺化后再用氢离子将金属离子或铵离子交换得到表面含磺酸基的硅质材料；第二种途径在硅质材料合成过程中加入亚硫酸氢盐和卤烃基硅烷，使正硅酸乙酯或者硅酸钠的水解反应和卤烃基硅烷的磺酸化、水解同步进行，可一步制得含磺酸基硅材料。本发明方法有效克服了巯基硅烷价格昂贵、磺化时间长且氧化过程中巯基易被氧化成双硫键或从硅材料表面脱落的缺陷。所得含磺酸基硅材料可应用于酯化反应等酸催化反应，与传统的浓硫酸催化剂相比，具有污染少、转化率高、不腐蚀设备等优点。

主权项

1.一种制备含磺酸基硅质材料的方法，包括以下步骤：(1)将硅质材料用6mol/L盐酸溶液浸泡，材料质量与盐酸质量比为2～6，浸泡时间4h～5h，然后用至少6倍于盐酸体积的去离子水洗涤，去除氯离子，至pH中性，置真空干燥箱中，60℃～130℃下干燥2～3小时后备用；(2)将洗后的硅质材料、Si-RX即卤烃基硅烷溶于能与氯丙基硅烷互溶的有机溶剂中，在20℃～120℃条件下，键合反应1-24h；其中：硅质材料与卤烃基硅烷摩尔比由硅质材料表面羟基确定，为1∶1～3；卤烃基硅烷与有机溶剂体积比为1∶5～20；(3)过滤，将过滤物以所述有机溶剂作为溶剂索氏提取4h～5h，去除多余的卤烃基硅烷，60℃～70℃真空干燥2h～3h，得卤烃基修饰的硅质材料；(4)将所得卤烃基修饰的硅质材料与亚硫酸金属盐或铵盐溶液，亚硫酸氢金属盐或铵盐溶液之一，在20℃～100℃及惰性气体保护下，磺化反应时间0.5～10小时；其中：卤烃基修饰的硅质材料与亚硫酸金属盐或铵盐摩尔比为1∶1.3～5；卤烃基修饰的硅质材料与亚硫酸氢金属盐或铵盐摩尔比为1∶1.5～5；(5)反应完毕，过滤，得固体产物；(6)将滤得产物用浓度小于2mol/L的盐酸或硫酸溶液淋洗6～10遍，达到氢离子将阳离子交换，之后用去离子水淋洗5～8次以去除氯离子；(7)60℃～70℃真空干燥2h～3h，得到含磺酸基的硅质材料。