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近年来,烷基苯材料作为一种常用的工业原料,在人们日常生活以及工业生产中发挥出巨大的作用。烷基化催化剂因而也备受关注,固体酸催化剂可以弥补传统的烷基化催化剂存在无法与反应体系分离、催化剂毒性大等局限性。因此开发具有优异催化性能的固体酸催化剂材料具有十分重要的科学意义和迫切的工业应用需求。聚合离子液体具有离子液体卓越的化学稳定性同时又具有聚合物固体结构因而引起了人们的广泛关注。本文考虑聚合离子液体的物理化学特性,选择不同种类的离子液体,引入不同种类、数量的的酸性官能团,结合功能化金属有机骨架物的性能,设计合成了一系列具有疏松孔结构不同聚合离子液体固体酸催化剂以及离子液体与功能化金属有机骨架杂化的固体酸催化剂。本文得到以下的主要结果和结论:
(1)使用模板法合成单酸性聚合离子液体固体催化剂 TMVPC-T(x),并在引入磷钨酸后获得质子酸酸化的TMVPC-T(x)-PW催化剂。当单体与交联剂比例为1:2,催化反应温度100℃,催化剂TMVPC-T(1:2)-PW添加量为0.75 wt%时,该催化剂在邻二甲苯与苯乙烯的烷基化反应中可以达到最佳的转化率(100%)和PXE产率(86.02%)。
(2)实验采用三种单体材料,成功地合成了具有介孔型聚离子液体固体催化剂,并通过在聚合物骨架中进行磺化离子交换后处理获得了双质子酸官能化的P(BVS-SO3H)-SO3CF3。当反应物摩尔比为B:V:S=1:2:2,反应温度为120℃,催化剂P(BVS-SO3H)-SO3CF3添加量为0.5 wt%时催化剂可实现最佳转化率(100%)和PXE产率(93.67%)。与单酸型固体催化剂相比,引入双酸基团显著增加反应中可以暴露的活性酸性位,最终获得更优良的催化性能。
(3)在聚合离子液体中引入氨基化的UIO-66作为结构功能团合成了金属有机骨架功能化离子液体的固体酸催化剂。当催化反应温度120℃,催化剂UIO-66-PSD-SO3CF3添加量为 0.60 wt%时催化剂可实现最佳转化率(100%)和 PXE 产率(94.83%)。与单酸型以及双酸型聚合离子催化剂相比具有更好的催化表现和循环性能。
(1)使用模板法合成单酸性聚合离子液体固体催化剂 TMVPC-T(x),并在引入磷钨酸后获得质子酸酸化的TMVPC-T(x)-PW催化剂。当单体与交联剂比例为1:2,催化反应温度100℃,催化剂TMVPC-T(1:2)-PW添加量为0.75 wt%时,该催化剂在邻二甲苯与苯乙烯的烷基化反应中可以达到最佳的转化率(100%)和PXE产率(86.02%)。
(2)实验采用三种单体材料,成功地合成了具有介孔型聚离子液体固体催化剂,并通过在聚合物骨架中进行磺化离子交换后处理获得了双质子酸官能化的P(BVS-SO3H)-SO3CF3。当反应物摩尔比为B:V:S=1:2:2,反应温度为120℃,催化剂P(BVS-SO3H)-SO3CF3添加量为0.5 wt%时催化剂可实现最佳转化率(100%)和PXE产率(93.67%)。与单酸型固体催化剂相比,引入双酸基团显著增加反应中可以暴露的活性酸性位,最终获得更优良的催化性能。
(3)在聚合离子液体中引入氨基化的UIO-66作为结构功能团合成了金属有机骨架功能化离子液体的固体酸催化剂。当催化反应温度120℃,催化剂UIO-66-PSD-SO3CF3添加量为 0.60 wt%时催化剂可实现最佳转化率(100%)和 PXE 产率(94.83%)。与单酸型以及双酸型聚合离子催化剂相比具有更好的催化表现和循环性能。