[发明专利]一种固体杂多酸催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种固体杂多酸催化剂，其特征在于，该催化剂是负载型催化剂，其以杂多酸或过氧杂多酸为活性组分，以聚卤代苯乙烯-二乙烯基苯季鏻盐型阴离子交换树脂为载体，载体的结构如通式(1)所示：

其中：苯环上的1,2,3,4,5,6为苯环中的碳原子编号，X表示卤素，y表示1～10之间的整数，m，n为正整数，m：n＝1:10～1：100，R₅、R₆、R₇独立地选自碳原子数为1～18的直链烷基、苯基或苄基中任意一种。

2.根据权利要求1所述的固体杂多酸催化剂，其特征在于，催化剂中活性组分的质量百分含量为26.6％～52.4％。

3.根据权利要求1所述的固体杂多酸催化剂，其特征在于，X选自F、Cl或Br中的任一种，y表示1～6之间的整数，R₅、R₆、R₇独立地选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基或十八烷基中任一种。

4.根据权利要求1所述的固体杂多酸化剂，其特征在于，X与通式(1)中编号2,3,4的任一苯环碳原子相连，季鏻盐离子基团R₅R₆R₇P⁺(CH₂)y与通式(1)所表示苯环1号碳原子及X所连碳原子除外的四个碳原子中的任一个相连。

5.根据权利要求1所述的固体杂多酸催化剂，其特征在于，聚卤代苯乙烯-二乙烯基苯季鏻盐型阴离子交换树脂载体的交换容量3.5～4.2mmol/g。

6.根据权利要求1所述的固体杂多酸催化剂，其特征在于，杂多酸为Keggin结构，其选自十二磷钨酸、十二硅钨酸、十二硅钼酸或十二磷钼酸中任一种。

7.一种根据权利要求1所述的固体杂多酸催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

A.取3重量份通式(1)结构的载体，加入3～10重量份的溶剂进行溶胀；

B.取10～15重量份的杂多酸溶解在极性溶剂中配制成杂多酸溶液；或取10～15份重量的杂多酸溶解质量浓度为5％～70％的过氧化氢水溶液中，在20～30℃的温度下，反应2～5h，生成过氧杂多酸溶液；

C.将步骤B生成的杂多酸或过氧杂多酸溶液与步骤A得到的已溶胀的载体混合，在20～60℃的温度下，搅拌5～20h；再抽滤，洗涤，干燥至恒重，得到固体杂多酸催化剂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤A中，用于载体溶胀的溶剂选自甲醇、乙醇、丙酮、氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃或1,4-二氧六环中任意一种或几种；步骤B中，用于配制杂多酸溶液的极性溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙酮、氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃或1,4-二氧六环中的任意一种或几种。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤B中，配制的杂多酸溶液浓度为0.02～0.3g/ml，制备过氧杂多酸溶液时，m(杂多酸)：m(H₂O₂)＝1:1～1:3。

10.一种根据权利要求1所述的固体杂多酸催化剂在烯烃环氧化反应中的应用。

11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，烯烃为双环戊二烯DCPD。