用于生产复合材料的方法技术

本发明专利技术涉及用于生产含有载体材料和离子液体的复合材料的方法，并且涉及复合材料及其作为合成催化剂的用途。所述方法包括将含有所述离子液体的溶液、悬浮液或乳液通过喷雾浸渍施加于在流化床或移动床中流化的载体材料上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于生产含有载体材料和离子液体的复合材料的方法，以及复合材料及其作为合成催化剂的用途。
技术介绍
近来，集中研究了由固体载体组分和固定在其上的液体组分组成的材料。液体组分和可能溶解或悬浮在其中的物质的负载赋予了复合材料优异的新性能。首先，离子液体(IL)在多孔载体材料上的固定是这里的兴趣焦点。所产生的复合物可以用于重要的工业领域，例如催化、气体净化、燃料混合物的纯化、混合物的分离、流变学等。在催化领域中，首先学习两个主题相关的概念在所谓的SILP (Supported Ionic Liquid Phase,负载型离子液体相)概念的情况下(J. Joni, M. Haumann, P. ffasserscheid, Advanced Synthesis and Catalysis (高级合成和催化)2009, 351,423-431 ；J. Baudoux, K. Perrigaud, P. -J. Madec, A. -C. Gaumont,I.Dez, Green Chemistry(绿色化学)2007,9,1346-1351 ；A. Riisager, R. Fehrmann,M. Haumann, P. ffasserscheid, Topics in Catalysis (催化中的课题)2006,40,91-101)(也被称为 SILCA (P. Virtanen, H. Karhu, G. Toth, K. Kordas, J. -P. Mikkola, Journalof Catalysis (催化杂志)2009, 263, 209-219 ； J. -P. Mikkola, J. Warna, P- Vitanen,T. Salmi, Industrial&Engineering Chemistry Research (工业和工程化学研究)2007,46,3932-3940)或 SILC(H. Hagiwara, K. -H. Ko,T. Hoshi,Τ.Suzuki,Chemical Communications2007 (化工学报2007)，2838-2840)，离子催化剂溶液被固定在多孔载体材料上。所述离子催化剂溶液由至少一种离子液体以及至少一种另外的催化活性组分组成。所述催化活性组分可以是有机金属络合物化合物、金属纳米粒子、有机催化剂或者也可以是生物催化剂例如酶。此外，离子液体本身也能起反应催化剂的作用或者用作溶解或悬浮的催化剂的助催化剂。在所谓的SCILL (Solid Catalysts with Ionic Liquid Layer (具有离子液体层的固体催化剂))概念的情况下，离子液体或含有离子液体的组合物被固定在固体(预成型的)催化剂上。因此，非均相催化剂的性质改变。在一些情况下，能够观察到对所需要的产物有利的选择性大幅增加，而活性保持不变(J. Arras7M. Steffan, Y. Shayeghi, D. Ruppert,P. Claus, Green Chemistry (绿色化学)2009,11, 716-723 ;U. Kernchen, B. Etzold, W. Korth，A. Jess, Chemical Engineering&Technology (化学工程与技术)2007,30,985-994)。所述两种概念均可以用于所有已知的反应器设计，例如充气或未充气的悬浮反应器、鼓泡塔反应器、流体床反应器或固定床反应器。离子液体的特殊性质例如不可蒸发性使得SILP和SCILL催化剂特别适合用于固定床反应器中的连续气相过程。通常，这种催化剂组合物是根据现有技术状态通过湿法化学浸溃生产的。离子液体和任何另外的(催化活性)组分例如均相催化剂或金属纳米粒子被溶解(或悬浮或乳化)在适当的溶剂中，然后加入载体。为了用离子催化剂溶液获得载体的均一的涂覆，在现有技术的方法中，溶剂的量大于所使用的载体材料的孔体积。然后所产生的悬浮液的溶剂被缓慢除去。因此获得了具有目测均一的涂层的外部干燥的材料。该方法的缺点首先是所需要的时间很长。然而，如果溶剂蒸发过快，所溶解的组分提早沉淀并产生差的涂层。溶剂的除去还通过将悬浮液立在空气中、通过利用气流驱逐、或通过冷冻干燥来进行，但在所有这些方法中，所需要的时间甚至更长。然而，溶剂的缓慢蒸发是重要的，因为溶剂的量大于载体的孔体积；所使用的离子液体并不是全部位于载体的孔中。如果蒸发过快，则离子液体以不受控的方式沉淀，并且不能实现均一的涂覆。因此，为了用该方法实现均一的涂覆，所需要的时间是非常长的。如果溶剂的量降低，以致它小于或等于载体材料的孔体积，则使用了术语初湿浸溃。在该情况下，所需要的时间长度是小得多的，但涂层往往是不均匀和不可重现的。因此，例如，WO 2006/122563A1公开了 SILP催化剂的生产，其中硅酸盐载体被搅拌进含有离子液体的溶液中，其中SILP催化剂在溶剂被除去后获得。US 2005/0033102同样公开了负载型离子液体的生产，其中载体被引入至离子液体中。以如WO 2006/122563A1中的相同方式，WO 02/098560公开了用于生产负载型组合物的方法，其中通过将载体引入至溶解在溶剂中的离子液体中，然后通过蒸发溶剂，来将离子液体施加于载体。在W001/32308中，以相同的方式生产了被固定的离子液体。EP I 364 936 BI公开了通过离子液体与载体混合的负载型离子液体的生产。除了所需要的时间很长这个缺点和所产生的涂层往往不均匀和不可重现这个事实以外，现有技术的方法只在涂覆粉状载体材料时产生满意的结果。在成形体例如片、球体、圆锥体、环、链、空心链、三叶体、实心圆柱体、空心圆柱体或砂砾的情况下，不能容易地实现离子催化剂溶液在载体材料上的均匀分布，即离子催化剂溶液的分布不能被特别设置并且是随机的。这特别要归因于离子液体的性质例如与溶剂相比的强表面张力和高粘度。所涂覆的载体粒子越小，由于范德华力引起的聚集效应所发挥的作用就较小。因此，在粉末的情况下，能实现涂料的均匀分布。然而，在更复杂的成形体的情况下，离子液体的所述性质变得承受更强烈，因此用常规方法不能实现高度均一的涂层。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供用于生产由载体材料和离子液体组成的复合材料的方法，所述方法不具有与上述范围的现有技术相关的缺点，并且特别使得可能容易地进行涂覆，所述方法还能被应用于特定的成形体，并允许以靶向方式设置复合材料的形态。此外，本专利技术的目的是发展用于生产复合材料的时间节省型方法，其中具有均一的壳厚度的极其均匀的涂层不仅可以在粉状载体的情况下而且也可以在形状更复杂的载体的情况下实现。本专利技术的目的是通过提供用于生产含有载体材料和离子液体的复合材料的方法而实现的，其中将含有离子液体的溶液、悬浮液或乳液通过喷雾浸溃施加于在流化床中流化的载体材料上。 根据Wasserscheid 和 Keim 在“应用化学”(Angewandte Chemie) 2000,112, 3926至3945页中提供的定义，离子液体是在相对低的温度下熔化的盐。因此，离子液体在相对低的温度下已经是液体。此外，它们一般是不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺曼·赛斯尼，梅勒妮·凯泽，理查德·菲舍尔，汉斯约尔格·沃尔克，
申请(专利权)人：南方化学股份公司，
类型：发明
国别省市：