專利名稱：一種強酸型固體催化劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種強酸型固體催化劑及其制備方法和應用，具體涉及一種Nafion負載于介孔高分子材料的固體酸催化劑及其制備方法和應用該催化劑使含水乙二醛與水混溶性一元醇反應制備1，1，2，2-四烷氧基乙烷，屬于精細化工技術領域。
背景技術：
乙二醛是具有兩個鄰位羰基的分子最小的化合物，在有機合成，特別是成環(huán)反應中有重要的應用。乙二醛商品為重量含量40%的水溶液，不能直接用于很多反應。將乙二醛和一元醇在酸催化劑存在下反應制備乙二醛的四縮醛，即1，1，2，2-四烷氧基乙烷，就可以用于各種非水體系下的反應。其反應過程如下所示
權利要求
1.一種強酸型固體催化劑，其特征在于，所述催化劑為全氟磺酸樹脂(Nafion)負載在介孔高分子材料上制得。
2.根據(jù)權利要求I所述的強酸型固體催化劑，其特征在于，所述全氟磺酸樹脂的重量百分載量為9 33%，所述介孔高分子材料的比表面為800 1000m2/g，孔徑為4 6nm，孔壁為酚醛樹脂。
3.如權利要求I所述的強酸型固體催化劑的制備方法，其特征在于，將介孔高分子材料與Nafion微乳溶液(l-5%Naf ion水-醇溶液，Dupont)混合，50° C 80° C回流反應2 8小時，所得的固體干燥后得所述催化劑。
4.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述干燥過程具體包括在室溫下干燥8 24小時后再于50° C 100° C下真空干燥8 24小時。
5.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述介孔高分子材料的制備方法為 (1)將非離子表面活性劑溶于去離子水中，制得非離子表面活性劑的質量百分含量為4 10%的溶液A，所述非離子表面活性劑包括聚氧乙烯-聚氧丙烯、聚氧乙烯-聚氧丁烯、烯烴-聚氧乙烯型二嵌段或者三嵌段共聚物表面活性劑中的一種或多種； (2)將高分子合成底物加入到堿性溶液中，所述合成底物與所述堿性溶液的質量比為1:5 50，加熱回流，制得溶液B，所述合成底物為苯酚及重量百分濃度為37%的甲醛水溶液，所述苯酚與所述甲醛水溶液的質量比為1:0. 18 3. 2，所述堿溶液的摩爾濃度為0.02 0. 2mol/L ； (3)混合溶液A和溶液B，并使溶液B中的高分子合成底物與溶液A中的非離子表面活性劑的質量比為1:1 2. 5，在20°C 120°C下攪拌10小時 10天，過濾后所得固體產物經回流萃取或惰性氣氛下高溫焙燒除去非離子表面活性劑，得到所述介孔高分子材料。
6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述非離子表面活性劑包括EO20PO70EO20, EO106BO70EO106, EO132PO60EO132 中的一種或多種。
7.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述堿性溶液包括醋酸鉀溶液、醋酸鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液中的一種或多種。
8.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述經回流萃取除去非離子表面活性劑，萃取所用的溶劑包括乙醇，乙醇與水的混合物，硫酸與水的混合物，硫酸、水與乙醇的混合物,鹽酸與水的混合物,鹽酸、水與乙醇的混合物，四氫呋喃中的一種。
9.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述經惰性氣氛下高溫焙燒除去非離子表面活性劑時，惰性氣體為氮氣、氬氣或氦氣，焙燒溫度為250°C 500°C。
10.如權利要求I所述的強酸型固體催化劑的應用，其特征在于，以水混溶性一元醇和重量百分濃度為40 75%的含水乙二醛為原料，所述醇與所述乙二醛的摩爾比為15 30:1，采用所述強酸型固體催化劑，反應在30° C 110°C，0. I 0. 5MPa下，采用固定床反應器，停留時間為I 5小時，制得1，I, 2，2-四烷氧基乙烷。
11.根據(jù)權利要求10所述的強酸型固體催化劑的應用，其特征在于，所述水混溶性一元醇包括甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇中的一種。
12.根據(jù)權利要求10所述的強酸型固體催化劑的應用，其特征在于，所述反應器為填裝有所述強酸型固體催化劑的管式固定床反應器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種強酸型固體催化劑及其制備方法和應用，屬于精細化工技術領域。所述催化劑為全氟磺酸樹脂(Nafion)負載在介孔高分子材料上制得。所述催化劑的制備方法為將介孔高分子材料與Nafion微乳溶液(1-5%Nafion水-醇溶液，Dupont)混合，50oC～80oC回流反應2～8小時，所得的固體干燥后得所述催化劑。本發(fā)明還公開了該強酸型固體催化劑的應用。本發(fā)明提供了一種Nafion/介孔高分子固體酸催化劑，具有與濃硫酸相當?shù)乃釓姸?，在該催化劑的存在下，乙二醛水溶液和水混溶性一元醇反應能高產率的制備1,1,2,2-四烷氧基乙烷。
文檔編號C07C41/56GK102895998SQ201210347099
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權日2012年9月19日
發(fā)明者鄧支華, 周擁軍, 晏浩哲 申請人:湖北省宏源藥業(yè)有限公司