[发明专利]用于丁烷与丁烯烷基化的纳米孔树脂固体酸的制备方法

摘要

本发明涉及一种用于丁烷与丁烯烷基化的纳米孔树脂固体酸的制备方法，采用纳米无机固体材料作为致孔载体，通过改性处理的无机材料与苯乙烯进行悬浮聚合反应，将纳米无机载体作为致孔硬模板剂直接掺入高分子树脂中，然后在酸性溶液中反应溶解去除无机材料模板剂，从而高分子苯乙烯树脂中形成纳米孔道，再进行磺化反应实现酸功能化，而制得的纳米孔树脂固体酸，可作为催化剂用于异丁烷与丁烯烷基化反应中。本发明技术主要解决了以往树脂固体酸的孔体积与比表面积小、孔表面酸量较小，以及作为固体酸的反应活性与选择性较低的问题；本发明方法制备的固体酸催化剂的孔体积与比表面积大、酸性强，作为固体酸催化剂应用于丁烷与丁烯烷基化合成烷基化油的催化反应中，结果显示了该催化剂能显著提高烷基化反应的丁烯转化率与烷基化油选择性。

主权项

一种用于丁烷与丁烯烷基化的纳米孔树脂固体酸的制备方法，其特征在于具体步骤如下（1）纳米材料改性：将重量份数95~70份粒径大小为10~200nm纳米无机固体材料和5~30份丙酸在丙酮溶剂中，在50~60℃下进行反应1~3小时；然后在80~100℃下进行蒸发去除丙酮溶剂，，即完成纳米无机固体材料载体的疏水化改性，得到改性纳米材料；（2）悬浮聚合：将乙烯基单体、共聚交联单体、引发剂、步骤（1）得到的改性纳米材料、致孔剂和溶剂配成油相溶液A；以重量百分比计包括以下组分：组分               重量百分比纳米材料              3~20%;单体                  20~60%;共聚单体              2~15%;引发剂               0.05~3%；致孔剂                5~15%； 其余为溶剂，其总重量满足100%； 以纯水、阿拉伯胶分散剂和氧化钛分散剂为水相，纯水、阿拉伯胶分散剂和氧化钛分散剂重量比为 100：1.6：1.4，将油相溶液A与水相溶液以重量比1：2.4混合，在210‑240转/分搅拌下升温至80‑83℃反应3h ‑ 6h，降温、过滤水洗得到含纳米材料的聚合物微球；然后再将聚合物微球采用水蒸汽蒸馏方法在96‑102℃下去除致孔剂与残留单体，得到本体树脂白球；（3）溶除纳米材料：步骤（2）得到的本体树脂白球用2~10%的盐酸溶液在40‑50℃搅拌反应2h ‑ 5h，经过滤水洗并在110℃干燥后，得到含纳米孔的本体树脂白球；（4）磺化反应：按步骤(3)得到的纳米孔树脂白球：发烟硫酸：二氯乙烷溶剂：磺化催化剂的重量比为100：(420‑480)：(250‑300)：(4‑5)的比例配好反应原料，在50~85℃下溶胀1~3小时；升温至85~140℃下搅拌反应5‑ 6 h，水洗过滤去除残余硫酸，再用蒸馏方法在60~120℃下脱除二氯乙烷溶剂，得到纳米孔树脂固体酸。