【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，具体涉及一种mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂、制备方法及其在催化转化co2中的应用。
技术介绍
1、金属有机骨架(mofs)作为一类由金属和有机配体构筑的晶态配位聚合物材料，具有高的比表面积、多样的孔道结构、灵活的可修饰性。这使得它们在传感、光学、发光、气体存储/分离、催化等领域具有良好的应用前景。近年来，mofs材料因其丰富的不饱和金属节点作为路易斯酸位点或有机连接体上的其他活性位点，成为最有潜力的固体催化剂之一，并被广泛应用于co2的催化转化领域。然而，大多数单功能mofs作为催化剂催化转化co2时都需要助催化剂(inorg.chem.2021,60,19,14924–14931)，这就导致产物分离过程复杂，催化剂的可循环使用性较差。
2、离子液体(ils)作为一种在室温或接近室温下呈液态的、完全由阴阳离子所组成的盐，不仅可以提供丰富的活性位点，而且具有灵活可调的阴阳离子，因此离子液体是助催化剂的首选。然而离子液体作为均相催化剂存在分离困难、纯化复杂、重复使用性差等缺点。
3、在co2转化合成的众多高附加值化学品中，恶唑烷酮作为一种具有生物活性的氮杂环化合物备受关注。然而，传统的恶唑烷酮主要通过光气或异氰酸酯这类有毒且不易合成的原料来合成。2016年kleij和同事首次提出了采用环氧胺与co2反应制备恶唑烷酮的方案(angew.chem.2016,128,4040–4044)。目前同于该反应的催化剂主要是一些均相催化剂，而且存在反应时间较长和催化剂无法重复使用的局限性。>
技术实现思路
1、针对现有技术中的局限性，本专利技术提供一种mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，将离子液体的活性位点固载于mofs中，使酸碱活性位点结合于一体，合成出新型mofs材料固载离子液体催化剂。为此，本专利技术提供一种mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂及其制备方法，以及采用该催化剂催化转化co2与环氧胺类化合物反应制备恶唑烷酮类化合物的应用。
2、本专利技术的目的之一在于提供一种mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，包含mofs材料以及负载的醋酸盐离子液体，所述的mofs材料结构中含有-nh2，所述的醋酸盐离子液体结构中含有醛基，所述的醋酸盐离子液体通过醛胺缩合反应固定于mofs空腔内。
3、本专利技术提供的mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂中：
4、所述的mofs材料为结构中含有-nh2的金属有机骨架材料，优选自fe-mil-101-nh2、uio-66-nh2、mil-53-nh2中的至少一种；所述的fe-mil-101-nh2、uio-66-nh2、mil-53-nh2等均可以采用现有技术中的制备方法制备得到；
5、所述醋酸盐离子液体的结构式如式(1)所示：
6、
7、式(1)中，r1、r2、r3相同或不同，独立地选自c1-c12烷基或c6-12芳基，优选地，r1、r2、r3相同或不同，独立地选自c1-c6烷基或苯基。
8、根据本专利技术，所述的醋酸盐离子液体由氨基苯甲醛类化合物、溴代烃和金属醋酸盐反应得到。其中，所述氨基苯甲醛类化合物的结构式如式(2)所示：
9、
10、式(2)中，r1、r2相同或不同，独立地选自c1-c12烷基或c6-12芳基；优选地，r1、r2相同或不同，独立地选自c1-c6烷基或苯基；
11、所述溴代烃的结构式如式(3)所示：
12、
13、式(3)中，r3选自c1-c12烷基或c6-12芳基，优选地，r3选自c1-c6的烷基或苯基。
14、所述醋酸盐离子液体的制备过程如下：
15、首先，氨基苯甲醛类化合物和溴代烃反应得到溴盐离子液体：
16、
17、然后，加入金属醋酸盐通过离子交换法得到醋酸盐离子液体：
18、
19、本专利技术提供的mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂中，以所述mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂的总重为1g来计，所述醋酸盐离子液体的负载量为0.12～0.34mmol，优选为0.17～0.22mmol；所述mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂的颗粒大小为10～800nm，优选为100～600nm。
20、本专利技术的目的之二在于提供一种上述mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂的制备方法，包括将所述的醋酸盐离子液体和mofs材料进行醛胺缩合反应的步骤；优选地，所述mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂的制备方法具体包括以下步骤：
21、步骤1)将氨基苯甲醛类化合物、溴代烃溶于溶剂s1中，搅拌反应；
22、步骤2)将步骤1)得到的固体产物溶于溶剂s2中，加入所述的mofs材料，搅拌反应；
23、步骤3)将步骤2)得到的固体产物和金属醋酸盐加入溶剂s3中，搅拌反应，离心、洗涤、干燥后，即得所述的mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂。
24、本专利技术提供的mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂的制备方法，步骤1)中：
25、所述氨基苯甲醛类化合物和溴代烃的摩尔比为1：(0.8～5)，优选为1：(1～3)；
26、所述的溶剂s1选自乙腈、乙醇、甲醇中的至少一种；
27、所述溶剂s1的用量没有特别限定，可以在较大的范围内进行调整，例如，以所述氨基苯甲醛类化合物的质量用量为1g来计，所述溶剂s1的体积用量为1～50ml，优选为5～15ml；
28、所述步骤1)中反应的条件为：温度为20～40℃，时间为24～48h；
29、所述步骤1)反应结束后任选地将得到的固体产物洗涤、干燥，其中，洗涤操作可以采用常用的溶剂进行洗涤，例如，采用乙醚多次洗涤得到的固体产物；干燥的条件没有特别限定，例如50～80℃干燥12～24h。
30、本专利技术提供的mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂的制备方法，步骤2)中：
31、所述的溶剂s2选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈中的至少一种；
32、所述溶剂s2的用量没有特别限定，可以在较大的范围内进行调整，例如，以所述步骤1)得到固体产物的质量用量为1g来计，所述溶剂s2的体积用量为1～150ml，优选为5～100ml；
33、所述步骤2)中反应的条件为：温度为20～40℃，时间为24～48h；
34、所述步骤2)反应结束后任选地将得到的固体产物洗涤、干燥，其中，洗涤操作可以采用常用的溶剂进行洗涤，例如，采用乙醚多次洗涤得到的固体产物；干燥的条件没有特别限定，例如50～80℃干燥12～24h。
35、本专利技术提供的mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂的制备方法，步骤3)中：
36、所述的金属醋酸盐选自醋酸钾、醋酸钠、醋酸铵中的至少一种；
37、所述金属醋酸盐和步骤2)得到的固体产物的质量比为1：(0.1～50)，优选为1：(1～20)；...
【技术保护点】
1.一种MOFs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，包含MOFs材料以及负载的醋酸盐离子液体，所述的MOFs材料结构中含有-NH2，所述的醋酸盐离子液体结构中含有醛基，所述的醋酸盐离子液体通过醛胺缩合反应固定于MOFs空腔内。
2.根据权利要求1所述的MOFs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的MOFs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，其特征在于，所述的醋酸盐离子液体由氨基苯甲醛类化合物、溴代烃和金属醋酸盐反应得到。
4.根据权利要求3所述的MOFs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，其特征在于，
5.根据权利要求1～4任一项所述的MOFs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，其特征在于，
6.一种权利要求1～5任一项所述MOFs材料固载醋酸盐离子液体催化剂的制备方法，包括将所述的醋酸盐离子液体和MOFs材料进行醛胺缩合反应的步骤；优选地，所述MOFs材料固载醋酸盐离子液体催化剂的制备方法具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中：
8.根据权利要求6
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中：
10.一种权利要求1～5任一项所述MOFs材料固载醋酸盐离子液体催化剂或者由权利要求6～9任一项所述制备方法得到的MOFs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，在催化转化CO2中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，包含mofs材料以及负载的醋酸盐离子液体，所述的mofs材料结构中含有-nh2，所述的醋酸盐离子液体结构中含有醛基，所述的醋酸盐离子液体通过醛胺缩合反应固定于mofs空腔内。
2.根据权利要求1所述的mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，其特征在于，所述的醋酸盐离子液体由氨基苯甲醛类化合物、溴代烃和金属醋酸盐反应得到。
4.根据权利要求3所述的mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，其特征在于，
5.根据权利要求1～4任一项所述的mofs材料固载醋酸盐离子液体催化剂，其特征在于，<...
【专利技术属性】
技术研发人员：高媛媛，牛俊平，韩利民，竺宁，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：
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