[发明专利]一种轻质烷烃异构化离子液体催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种轻质烷烃异构化离子液体催化剂，其特征在于：所述催化剂是以阳离子部分含磺酸根官能团的季铵盐卤化物离子液体为前驱体，然后与AlCl₃反应形成具备Brönsted-Lewis双酸性能离子液体催化剂，所述催化剂前驱体结构为：

其中，R₁、R₂和R₃为C1、C2、C3、C4直链烷基中任意一种；X^-为Cl^-、Br^-卤素阴离子的任意一种；n等于3或4。

2.一种制备如权利要求1所述的轻质烷烃异构化离子液体催化剂的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1) 含磺酸根官能团的季铵盐卤化物离子液体的制备：在保护气氛下，将叔胺氢卤酸盐加到溶剂中，充分搅拌使其溶解成溶液，再在体系中逐滴加入烷基内酯；

(2) 催化剂的制备：在保护气氛下，将AlCl₃加入到制得的含磺酸根官能团的季铵盐卤化物离子液体中，室温搅拌均匀后升高温度，继续搅拌至完全反应，得到所述的离子液体催化剂；

所述步骤(1)中叔胺氢卤酸盐为三甲胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、三丁胺盐酸盐、三乙胺氢溴酸盐中的一种或几种；烷基内酯为1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中溶剂为甲醇、乙醇或二氯甲烷。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中叔胺氢卤酸盐和烷基内酯的摩尔比为2:1~1:2。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中反应温度为40~120 ^oC，反应时间为2~96 h。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中含磺酸根的季铵盐卤化物离子液体与AlCl₃摩尔比为10:1~1:10。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中反应温度为40~130℃ ，反应时间为2~24 h。

8.一种如权利要求1所述的离子液体催化剂的应用，其特征在于，用于催化轻质烷烃异构化，包括以下步骤：

(1) 将离子液体催化剂和轻质烷烃混合均匀，其中离子液体催化剂和轻质烷烃的质量比为5:1~1:5；

(2) 将上述混合物在温度10~70℃ 、压力为0.1~2 MPa的条件下进行反应。

9.根据权利要求8所述的离子液体催化剂的应用，其特征在于，所述步骤(2)中的反应在氮气或氢气气氛中进行。