[发明专利]一种固载化杂多酸离子液体催化剂的制备方法

摘要

本发明提供了一种用于液相贝克曼重排反应的固载化杂多酸离子液体催化剂的制备方法，载体为改性Hummers化学法制备得到的氧化石墨烯GO粉末。该方法首先是GO与硅烷偶联剂进行缩合反应，再与咪唑进行烷基化反应，接着用烷基磺酸内酯进行磺化，最后经Keggin结构杂多酸进行歧化反应得到，本发明首次利用GO为载体，通过化学接枝法在其表面固载带有磺酸基团的杂多酸离子液体。该法原料易得，催化剂制备简单，用后溶剂可回收再用，对环境几乎无污染。将合成的催化剂应用于液相贝克曼重排反应，催化剂分离回收操作方便，寿命长，大大降低了使用成本，从而成为一种有应用前景的绿色化工新型催化材料。

主权项

1.一种固载化杂多酸离子液体催化剂的制备方法，该方法是以氧化石墨烯GO为载体，采用“嫁接法”合成共价键固载而成，其特征在于该催化剂的结构式如下所示：其中：GO代表氧化石墨烯；im代表咪唑基；X＝H₂PW₁₂O₄₀、H₃SiW₁₂O₄₀或H₂PMo₁₂O₄₀；m＝3或4，n＝1或2；该制备方法具体是按照以下步骤进行的：(1)将氧化石墨烯GO加入甲苯中，对混合物进行超声分散，制备1～2g/L的GO甲苯悬浮液，待用；(2)将步骤(1)得到GO甲苯悬浮液，按照GO与硅烷偶联剂3‑氯丙基三甲氧基硅烷或3‑氯丙基三乙氧基硅烷的质量比为1：5～30进行混合，90～110℃搅拌反应24h后，过滤，用乙醇和去离子水洗涤，烘干至恒重得到带有硅烷链的GO；(3)在甲苯溶剂中，将步骤(2)得到的带有硅烷链的GO、咪唑与溶剂按照1：1.7～10：400～900的质量比混合，于110℃搅拌反应24h后，过滤，用乙醇和去离子水洗涤，烘干至恒重得到带有咪唑基的GO；(4)在甲苯溶剂中，将步骤(3)得到的带咪唑基的GO、丙基磺酸内酯或丁基磺酸内酯与溶剂按照1：3～18：400～900的质量比混合，于80℃搅拌反应24h后，过滤，用乙醇和去离子水洗涤，烘干至恒重得到带有烷基磺酸咪唑基的GO；(5)在室温下，将步骤(4)得到的带烷基磺酸咪唑基的GO、杂多酸磷钨酸、磷钼酸或硅钨酸与去离子水溶剂按照1：3～25：200～500的质量比混合，于60℃搅拌反应24h后，过滤，用乙醇和去离子水洗涤，于80℃烘干得到固载化杂多酸离子液体的GO复合材料。