[发明专利]一种杂多酸离子液体复合材料催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物质催化技术领域，具体涉及一种杂多酸离子液体复合材料催化剂及其制备方法和应用。本发明将1,4‑丁烷磺酸内酯和三苯基磷溶于溶剂中，回流搅拌反应；反应完成后洗涤并干燥，得到带正离子的中间体平台化合物；将带正离子的中间体平台化合物与杂多酸催化剂溶于溶剂中，回流搅拌反应；反应完成后干燥，得到杂多酸离子液体复合材料催化剂。该催化剂含有季鏻盐型阳离子，又含有杂多酸那部分的阴离子，兼具酸性和氧化还原性双功能，具有催化活性高、重复使用性良好和稳定高的性能，能够很好的应用到催化酯交换制备生物柴油、催化加氢反应等。

技术领域

本发明属于生物质催化技术领域，具体涉及一种杂多酸离子液体复合材料催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

离子液体又称为室温熔盐、有机离子液体，即由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的，常规的离子化合物只有达到了一定的温度才能转变为液态，而离子液体在室温附近很宽的温度范围内(从低于或接近室温到300℃)均为液态。自1914年Walden等报道了第一个离子液体以来，离子液体经历了从卤化铝酸盐型酸性离子液体到咪唑、吡啶、季铵盐型等离子液体，再到现今受到越来越多关注的功能化离子液体这3个发展阶段。离子液体具有溶解能力强、零蒸气压、粘度合适、导电率高等特性，在有机合成、萃取分离、电化学、纳米材料制备、清洁燃料生产、环境科学等方面得到广泛的应用。近些年来离子液体作为催化剂，凭借其独特的性质，成为有机合成和催化材料研究领域的焦点。

有机-无机杂化材料兼具有机和无机材料的特性，是当今材料科学与技术领域中的研究热点。杂多化合物热稳定性好，且对氧稳定，配位原子一般以最高氧化态存在，是一类兼具有氧化性和酸性的双功能催化剂。由于离子液体存在高度的可设计性和可调配性，许多研究者根据这一思路先将适合特定反应体系的功能化离子液体与相应的多酸或杂多酸结合，制备基于离子液体的杂多酸离子液体复合材料催化剂，该类催化剂具有良好的热稳定性、催化性能，且容易回收等特点。在很多有机反应，如氧化反应、酯化反应、氧化还原反应中都有很好的应用。

近几年来，杂多酸离子液体逐渐取代传统硫酸催化剂，成为乙酸乙酯合成工艺中的新研究的热点。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足和缺点，本发明首要目的在于提供一种杂多酸离子液体复合材料催化剂的制备方法，该制备方法成品率高，成本低。

本发明的另一目的在于提供一种上述制备方法制备得到杂多酸离子液体复合材料催化剂，该催化剂具有催化活性高、重复使用性能良好和催化性能稳定等优点。

本发明的再一目的在于提供上述杂多酸离子液体复合材料催化剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种杂多酸离子液体复合材料催化剂的制备方法，包含如下步骤：

(1)将1,4-丁烷磺酸内酯和三苯基磷溶于溶剂中，回流搅拌反应；反应完成后洗涤并干燥，得到带正离子的中间体平台化合物(季鏻盐型离子)；

(2)将步骤(1)制得的带正离子的中间体平台化合物与杂多酸催化剂溶于溶剂中，回流搅拌反应；反应完成后干燥，得到杂多酸离子液体复合材料催化剂，该催化剂带阴阳离子；

步骤(1)中所述的1,4-丁烷磺酸内酯与三苯基磷的摩尔比优选为1：1.1；

步骤(1)中所述的有机溶剂优选为苯、甲苯或二甲苯；

步骤(1)中所述的回流搅拌反应的条件优选为80℃～140℃回流搅拌反应10h～12h；

步骤(1)中所述的洗涤优选采用DMF、甲醇或乙醚洗涤；

步骤(1)中所述的干燥优选为真空干燥；

步骤(2)中所述的带正离子的中间体平台化合物与杂多酸催化剂的摩尔比优选为2:1；