【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料制备领域，尤其涉及一种co2环氧偶联催化剂及其制备方法、应用。
技术介绍
1、离子液体作为一种由阴阳离子构成的均相催化剂，熔沸点相对较低，能较好的与反应物、产物融合，在化学反应方面表现出相对较高的催化活性，能够高效的促进co2与环氧化合物偶联进程；并且，在温和的条件下单独使用离子液体作催化剂时，反应也可以高效进行。但是，把均相的离子液体从反应体系中分离出来相对困难，且后续的产品纯化过程也相对复杂。
2、据报道，mofs的金属结点可作为lewis酸位点，而含氮的有机配体通常具有增强碱催化反应的能力，因此，通过把离子液体与mofs整合到一起可将多种材料优势结合，从而实现所需的双功能特性。然而，大多数研究学者仅将离子液体引入mofs笼中，在使用过程中离子液体不断浸出，催化效果减弱较快，其结构稳定性较差，几乎没有重复使用性，难以满足co2与环氧化合物的偶联催化需求，有必要对其进行改进。
技术实现思路
1、本专利技术目的是针对上述问题，提供一种结构稳定、提高催化效果的co2环氧偶联催化剂及其制备方法、应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种co2环氧偶联催化剂，所述co2环氧偶联催化剂通过在zr4+配位缺陷的多级孔uio-66-nh2表面嫁接双磺酸基离子液体并引入金属卤化盐制成。
4、一种co2环氧偶联催化剂的制备方法，包括以下步骤：
5、s1、把模板剂(1～10ml)、氯化锆(0.1～1m
6、s2、把多级孔uio-66-nh2(0.05～0.5g)分散于第二有机溶剂(30～100ml)中，然后加入双磺酸基离子液体(0.1～1g)，充分搅拌均匀；加热至60～120℃后反应6～24h，使双磺酸基离子液体扩散到多级孔uio-66-nh2的孔道中并与多级孔uio-66-nh2骨架上的氨基形成离子键([-nh3]+[-so3]-)，冷却后用第二有机溶剂洗去多余的双磺酸基离子液体，干燥后获得ils@uio-66-nh2复合物；
7、s3、把ils@uio-66-nh2复合物(0.1～1g)分散于第二有机溶剂(30～100ml)中，然后加入金属卤化盐(0.2～2g)，加热至90～150℃后反应4～12h；反应结束后，离心洗涤除去多余的金属卤化盐，干燥后获得离子液体配合物偶联uio-66-nh2双功能催化剂(ils-m@uio-66-nh2)作为co2环氧偶联催化剂。
8、进一步的，所述步骤s1中，所述模板剂、氯化锆、2-氨基对苯二甲酸、有机酸、第一有机溶剂的体积比为：1～10:1～10:1～10:5～50:30～70。
9、进一步的，所述步骤s1中，所述模板剂为聚苯乙烯微球，其粒径为10～80nm。
10、进一步的，所述步骤s1中，所述有机酸为月桂酸、肉豆蔻酸、辛酸、甲酸、乙酸中的一种或多种混合。
11、进一步的，所述步骤s1中，第一有机溶剂为氮氮二甲基甲酰胺、氮氮二甲基乙酰胺、乙腈、四氢呋喃中的一种或多种混合。
12、进一步的，所述步骤s2、步骤s3中，第二有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或多种混合。
13、进一步的，双磺酸基离子液体为[c3bsim]cl、[c3bsim]br、[bsim]cl、
14、[bsim]br、[bsim]i中的一种或多种混合；所述[c3bsim]cl的分子式结构为[c3bsim]br的分子式结构为[bsim]cl的分子式结构为[bsim]br的分子式结构为[bsim]i的分子式结构为
15、进一步的，所述步骤s2中，金属卤化盐为fecl3、mncl2、mnbr2、cocl2、nicl2、zncl2、znbr2、zni2、cucl2、cdcl2、cdbr2、cdi2中的一种或多种混合。
16、一种co2环氧偶联催化剂的应用，所述co2环氧偶联催化剂可应用于co2与环氧化合物的偶联反应中并合成环碳酸酯。
17、进一步的，所述环氧化合物为环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯、环氧环己烷、烯丙基缩水甘油醚中的一种或多种混合。
18、与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：
19、本专利技术通过合成多级孔zr4+配位缺陷的uio-66-nh2，之后依次引入双磺酸基离子液体、金属卤化盐，通过形成[-nh3]+[-so3]-化学键的作用把双磺酸基离子液体桥接到uio-66-nh2的分子结构上，然后把金属卤化物与离子液体进行配合，形成离子液体配合物桥接uio-66-nh2的双功能催化材料；该双功能催化材料具有lewis酸-碱活性中心，能够协同催化剂co2与环氧化物偶联反应；该催化剂中，uio-66-nh2具有丰富的孔结构、较大的比表面积，能够有效的吸附、活化环氧化物，在uio-66-nh2表面嫁接的双磺酸基离子液体配合物能够有效吸附、活化co2，且处于活化状态的环氧化物及co2能够高效的向环碳酸酯转化，两者的结合具有更高的催化活性，可以有效提高co2与环氧化合物的偶联催化效果；并且，将双磺酸基离子液体嫁接到mofs可以形成稳定的晶格结构，其保证了催化剂的结构稳定性，降低了使用过程中催化效果的减弱速率，完全可以满足co2与环氧化合物的偶联催化需求；同时，该催化剂在催化反应完成后可通过简单操作进行分离回收，其重复使用性能较高，从而有效降低了co2与环氧化物偶联反应的操作成本，具有极好的市场应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种CO2环氧偶联催化剂，其特征在于：所述CO2环氧偶联催化剂通过在Zr4+配位缺陷的多级孔UiO-66-NH2表面嫁接双磺酸基离子液体并引入金属卤化盐制成。
2.一种如权利要求1所述的CO2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的CO2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述模板剂为聚苯乙烯微球，其粒径为10～80nm。
4.如权利要求2所述的CO2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述有机酸为月桂酸、肉豆蔻酸、辛酸、甲酸、乙酸中的一种或多种混合。
5.如权利要求2所述的CO2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，第一有机溶剂为氮氮二甲基甲酰胺、氮氮二甲基乙酰胺、乙腈、四氢呋喃中的一种或多种混合。
6.如权利要求2所述的CO2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2、步骤S3中，第二有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或多种混合。
7.如权利要求2所述的CO2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：
8.如权利要求2所述的CO2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，金属卤化盐为FeCl3、MnCl2、MnBr2、CoCl2、NiCl2、ZnCl2、ZnBr2、ZnI2、CuCl2、CdCl2、CdBr2、CdI2中的一种或多种混合。
9.一种如权利要求1所述的CO2环氧偶联催化剂的应用，其特征在于：所述CO2环氧偶联催化剂可应用于CO2与环氧化合物的偶联反应中并合成环碳酸酯。
10.如权利要求9所述的CO2环氧偶联催化剂的应用，其特征在于：所述环氧化合物为环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯、环氧环己烷、烯丙基缩水甘油醚中的一种或多种混合。
...【技术特征摘要】
1.一种co2环氧偶联催化剂，其特征在于：所述co2环氧偶联催化剂通过在zr4+配位缺陷的多级孔uio-66-nh2表面嫁接双磺酸基离子液体并引入金属卤化盐制成。
2.一种如权利要求1所述的co2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的co2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述模板剂为聚苯乙烯微球，其粒径为10～80nm。
4.如权利要求2所述的co2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述有机酸为月桂酸、肉豆蔻酸、辛酸、甲酸、乙酸中的一种或多种混合。
5.如权利要求2所述的co2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，第一有机溶剂为氮氮二甲基甲酰胺、氮氮二甲基乙酰胺、乙腈、四氢呋喃中的一种或多种混合。
6.如权利要求2所述的co2环氧偶联催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤s2、步骤s3中，第二有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或多种混合。
7.如权利要求2所述的co2...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴元锋，仪桂云，苏肖肖，邢宝林，张传祥，张冲，尹悦，刘文龙，曾会会，徐冰，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。