[发明专利]含有芳烃磺酸基团的介孔材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂合成技术领域，具体涉及含有芳烃磺酸基团的 SBA-16介孔材料及其制备方法和应用。

背景技术

乙酸乙酯又名醋酸乙酯，为无色透明液体，具挥发性，它可溶于水、 乙醇、乙醚、丙酮、苯和卤化烃等多种溶剂中。乙酸乙酯是脂肪酸酯中用 途及用量最大的一种，因其具优良的溶解能力，可为快干性工业溶剂油， 可用于硝基纤维素、乙基纤维素、氯化橡胶、乙烯基乙酸纤维素酯、纤维 素乙酸丁酯、合成橡胶、复印机用液体硝化纤维素等溶剂、喷漆稀释剂。 广用于油墨、涂料、人造革、油毡、胶粘剂的生产。因其符合绿色环保要 求，所以是替代毒性的芳香烃溶剂。乙酸乙酯还在纺织工业上作清洗剂、 食品工业作特殊改性酒精的香料萃取剂。乙酸乙酯也是香料及饲料工业中 主要的香料涂加剂及造染料、药物氯霉素、维生素、香料的原料，且为有机 酸的萃取剂。我国乙酸乙酯从2005年起由进口国跃为出口国，现具生产能 力130万t/a，生产90万t/a，今年出口近25万t/年，(乙酸乙酯合成技术 进展梅允福，班丽娜，尤天祥等广州化工，2008，36(2)：12-17)。工 业上用浓硫酸作为催化剂合成乙酸乙酯，其缺点是设备投资大、副反应多、 产物分离复杂以及废液处理困难等，因此，为取代浓硫酸作为酯化反应的 催化剂，人们进行了大量的研究(Lim M H，Blanford C F，Stein A. Synthesis of ordered microporous silicates with organosulfur surface groups and their applications as solid acid catalysts[J].Chem.mater，1998，10:467- 470；Maja H，Vlasta K，Zeljko K.Synthesis of oleic acid esters catalyzed by immobilized lipase[J].Agric，food chem.，1996，44:338-342.)。固体酸、 固体超强酸和阳离子交换树脂等作为酯化反应的催化剂，都是较成功的探 索，但也有不足，如固体超强酸作为催化剂的酯化反应，副产物较多；阳 离子树脂所允许的使用温度较低，适用范围受到一定的限制。

1998年文献报道一种新型材料-介孔材料SBA-16，该材料具有高度有 序的大孔径(3-10nm)、大的比表面积(1000-1200m²/g)、高机械强度的孔 壁、可调控的微观形貌以及良好的催化吸附性能(Zhao DY，Huo Q S，Feng J L et al.Tri-，tetra-，and octablock copolymer and nonionic surfactant synthesis of highly ordered，hydrothermally stable，mesoporous silica structures[J].J.Am.Chem.Soc.，1998，120(24)：6024-6036.)成为催化领域 的新型催化材料。

然而SBA-16介孔材料孔壁表面只有硅羟基，致使其化学反应活性不 高，从而大大限制了介孔材料的实际应用价值。随着对介孔材料应用研究 的深入，人们逐渐开始利用介孔材料表面的可修饰性，对介孔材料的表面 性质进行有机改性，提高其催化反应活性，以便更大限度开发介孔材料在 催化领域中的应用。