专利名称：一种强酸型固体催化剂及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种强酸型固体催化剂及其制备方法和应用，具体涉及一种Nafion负载于介孔高分子材料的固体酸催化剂及其制备方法和应用该催化剂使含水乙二醛与水混溶性一元醇反应制备1，1，2，2-四烷氧基乙烷，属于精细化工技术领域。
背景技术：
乙二醛是具有两个邻位羰基的分子最小的化合物，在有机合成，特别是成环反应中有重要的应用。乙二醛商品为重量含量40%的水溶液，不能直接用于很多反应。将乙二醛和一元醇在酸催化剂存在下反应制备乙二醛的四缩醛，即1，1，2，2-四烷氧基乙烷，就可以用于各种非水体系下的反应。其反应过程如下所示
权利要求
1.一种强酸型固体催化剂，其特征在于，所述催化剂为全氟磺酸树脂(Nafion)负载在介孔高分子材料上制得。
2.根据权利要求I所述的强酸型固体催化剂，其特征在于，所述全氟磺酸树脂的重量百分载量为9 33%，所述介孔高分子材料的比表面为800 1000m2/g，孔径为4 6nm，孔壁为酚醛树脂。
3.如权利要求I所述的强酸型固体催化剂的制备方法，其特征在于，将介孔高分子材料与Nafion微乳溶液(l-5%Naf ion水-醇溶液，Dupont)混合，50° C 80° C回流反应2 8小时，所得的固体干燥后得所述催化剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述干燥过程具体包括在室温下干燥8 24小时后再于50° C 100° C下真空干燥8 24小时。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述介孔高分子材料的制备方法为 (1)将非离子表面活性剂溶于去离子水中，制得非离子表面活性剂的质量百分含量为4 10%的溶液A，所述非离子表面活性剂包括聚氧乙烯-聚氧丙烯、聚氧乙烯-聚氧丁烯、烯烃-聚氧乙烯型二嵌段或者三嵌段共聚物表面活性剂中的一种或多种； (2)将高分子合成底物加入到碱性溶液中，所述合成底物与所述碱性溶液的质量比为1:5 50，加热回流，制得溶液B，所述合成底物为苯酚及重量百分浓度为37%的甲醛水溶液，所述苯酚与所述甲醛水溶液的质量比为1:0. 18 3. 2，所述碱溶液的摩尔浓度为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与溶液A中的非离子表面活性剂的质量比为1:1 2. 5，在20°C 120°C下搅拌10小时 10天，过滤后所得固体产物经回流萃取或惰性气氛下高温焙烧除去非离子表面活性剂，得到所述介孔高分子材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂包括EO20PO70EO20, EO106BO70EO106, EO132PO60EO132 中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液包括醋酸钾溶液、醋酸钠溶液、氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述经回流萃取除去非离子表面活性剂，萃取所用的溶剂包括乙醇，乙醇与水的混合物，硫酸与水的混合物，硫酸、水与乙醇的混合物,盐酸与水的混合物,盐酸、水与乙醇的混合物，四氢呋喃中的一种。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述经惰性气氛下高温焙烧除去非离子表面活性剂时，惰性气体为氮气、氩气或氦气，焙烧温度为250°C 500°C。
10.如权利要求I所述的强酸型固体催化剂的应用，其特征在于，以水混溶性一元醇和重量百分浓度为40 75%的含水乙二醛为原料，所述醇与所述乙二醛的摩尔比为15 30:1，采用所述强酸型固体催化剂，反应在30° C 110°C，0. I 0. 5MPa下，采用固定床反应器，停留时间为I 5小时，制得1，I, 2，2-四烷氧基乙烷。
11.根据权利要求10所述的强酸型固体催化剂的应用，其特征在于，所述水混溶性一元醇包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种。
12.根据权利要求10所述的强酸型固体催化剂的应用，其特征在于，所述反应器为填装有所述强酸型固体催化剂的管式固定床反应器。
全文摘要
本发明公开了一种强酸型固体催化剂及其制备方法和应用，属于精细化工技术领域。所述催化剂为全氟磺酸树脂(Nafion)负载在介孔高分子材料上制得。所述催化剂的制备方法为将介孔高分子材料与Nafion微乳溶液(1-5%Nafion水-醇溶液，Dupont)混合，50oC～80oC回流反应2～8小时，所得的固体干燥后得所述催化剂。本发明还公开了该强酸型固体催化剂的应用。本发明提供了一种Nafion/介孔高分子固体酸催化剂，具有与浓硫酸相当的酸强度，在该催化剂的存在下，乙二醛水溶液和水混溶性一元醇反应能高产率的制备1,1,2,2-四烷氧基乙烷。
文档编号C07C41/56GK102895998SQ201210347099
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者邓支华, 周拥军, 晏浩哲 申请人:湖北省宏源药业有限公司