[发明专利]一种硅胶负载磺酸双核离子液体催化剂、制备方法以及应用

权利要求书

1.一种硅胶负载磺酸双核离子液体催化剂，其特征在于：

（1）一种如式（I）所示的磺酸性双核离子液体催化剂，其结构如下：

其中R为-CH₂CH₂CH₂-或者-CH₂CH₂CH₂CH₂-，n=1～8，X=CF₃COO^-或Br^-。

（2）采用溶胶凝胶法固载（1）中合成的离子液体，即为硅胶负载磺酸双核离子液体催化剂。

2.一种根据权利要求1所述的硅胶负载磺酸双核离子液体催化剂的制备方法，其具体步骤如下：

（1）将咪唑和乙醇钠在乙腈溶剂下，与卤代烃、1,3-丙磺酸内酯或者1,4-丁磺酸内酯、浓硫酸发生反应，咪唑和乙醇钠的摩尔比为1：1，咪唑与卤代烃的摩尔比为2：1，咪唑与1，3-丙磺酸内酯或1,4-丁磺酸内酯的摩尔比为1：1，咪唑与浓硫酸的的摩尔比为1：1，得到功能性磺酸双核离子液体；

（2）溶胶凝胶法固载离子液体

①混合：将正硅酸乙酯(TEOS)、乙醇和步骤（1）合成的离子液体搅拌混合，硅酸乙酯(TEOS)与乙醇的体积比为1：0.5～1：5，离子液体与正硅酸乙酯(TEOS)的质量比为3%～15%；

②水解：将混合物搅拌后，加入与正硅酸乙酯(TEOS)体积比为1：0.2～1：1质量含量为36.5%的盐酸，搅拌形成凝胶；

③陈化：将形成的凝胶置于恒温箱中，陈化，将反应生成的初产品抽真空干燥，即得硅胶负载磺酸双核离子液体催化剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其具体步骤如下：

（1）将等摩尔的咪唑和乙醇钠溶于乙腈，70℃搅拌回流6h，加入半摩尔咪唑的卤代烃，70℃搅拌回流18h，减压抽滤，上层液体加入等摩尔咪唑的1,3-丙磺酸内酯或者1,4-丁磺酸内酯，100℃搅拌回流8h，缓慢滴加与咪唑等摩尔的浓硫酸，100℃搅拌回流4h，将烧瓶内体于50℃下旋蒸，得到黄褐色黏稠液体，用乙酸乙酯洗涤3次得到最终产物功能性磺酸双核离子液体；

（2）溶胶凝胶法固载离子液体

①混合：将体积比1：0.5～1：5正硅酸乙酯(TEOS)、乙醇和与正硅酸乙酯(TEOS)的质量比为3%～15%步骤（1）合成的离子液体60℃下充分搅拌混合;

②水解：将混合物搅拌3小时后，缓慢加入与正硅酸乙酯(TEOS)体积比为1：0.2～1：1质量含量为36.5%的盐酸，强烈搅拌使形成凝胶;

③陈化：将形成的凝胶置于60℃恒温箱中，陈化10～15h。将反应生成的初产品150℃抽真空干燥3～8h,即硅胶负载型离子液体催化剂。

3.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于所述的卤代烃为二溴甲烷，1,2-二溴乙烷，1,3-二溴丙烷，1,4-二溴丁烷，1,5-二溴戊烷，1,6-二溴己烷，1,7-二溴庚烷或1,8-二溴辛烷。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：正硅酸乙酯(TEOS)和乙醇的体积比1：0.6～1：1.2。

5.根据权利1～4任意一项所述硅胶负载磺酸双核离子液体催化剂的应用，其特征在于：所述硅胶负载磺酸双核离子液体催化剂应用于30%～100%的丁二酸铵水溶液与正丁醇酯化反应。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述的催化剂的用量为丁二酸铵的质量的0.5%～5%。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述的催化剂的用量为丁二酸铵的质量的0.8%～1.2%。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述的催化剂用于40%～60%丁二酸铵水溶液与正丁醇的酯化反应。