[发明专利]一种聚羧基型杂多酸聚离子液体及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚羧酸型杂多酸聚离子液体及其制备方法和应用，所述聚羧酸型杂多酸聚离子液体结构中，线性长链结构的聚羧酸季铵阳离子与钒掺杂杂多酸阴离子[P₂Mo₁₇VO₆₂]^‑7或[P₂Mo₁₆V₂O₆₂]^‑8和[P₂Mo₁₅V₃O₆₂]^‑9通过静电作用力相结合，构建了以聚羧酸季铵有机阳离子为脉络，杂多酸阴离子为结点的三维多孔结构；本发明的聚离子液体同时表现出酸性和氧化催化活性，其表面具有良好的两亲活性，作为非均相催化剂用于制备苯酚，可改善底物苯与过氧化氢两相间反应的进行，同时共价结构大分子有机阳离子的引入，也使得聚离子液体具有良好的热稳定性和机械加工性能。

技术领域

本发明属于化工产品及其制备技术领域，具体涉及一种聚羧酸型杂多酸聚离子液体及其制备方法和应用。

背景技术

苯酚是最简单的酚类有机化合物，工业上主要用于生产双酚A，酚醛树脂、已内酰胺等。目前90%以上的苯酚合成都是通过异丙苯法制备，此法在生产中需加入大量的酸、碱，且中间产物是一种不稳定的过氧化物，遇热、酸、碱都能分解，副产物丙酮量过多无法与苯酚的需求量保持平衡。其它方法均是多步间接法，合成路线长，原料消耗量大，污染严重，在反应条件、产品分离等方面也存在一系列问题。随着绿色化学的发展，苯一步氧化羟化合成苯酚工艺路线,受到研究者的广泛关注。以分子氧、氮氧化物、以及过氧化氢为绿色氧化剂，催化氧化苯制备苯酚的研究取得了不同程度的进展,向工业化的目标前进了一大步。如周长江等[用于苯与分子氧羟基化制苯酚的长链脂肪胺修饰的杂多酸催化剂[J].催化学报,2010,31(06):623-625.]以分子氧为氧化剂，十二胺与杂多酸（摩尔比为4:1）构建的有机/无相离子杂化体为催化剂，在高压条件下实现了氧气与苯，一步氧化羟化合成苯酚，苯酚产率11.5%；Neummann等[ Selective ortho hydroxylation of nitrobenzene withmolecular oxygen catalyzed by the H₅PV₂Mo₁₀O₄₀ polyoxometalate [J].J,Am.Chem.Soc.,2005,127,28,9988-9989]直接以钒掺杂杂多酸H₅PV₂Mo₁₀O₄₀ 为催化剂、分子氧为氧化剂实现了硝基苯一步氧化羟化为邻硝基苯酚；Li等[The hydroxylation of benzene tophenol over heteropolyacid encapsulated in silica[J] Catal.Coummn.,2014.,55(19) 34-37] 采用包埋法将钒杂杂多固载于硅胶，以其为非均相催化体系，实现了苯一步氧化为苯酚，苯酚产率26.3%，反应的选择性80%以上；在此基础上，Hu等[Directhydroxylation of benzene to phenol using H₂O₂ as an oxidant over vanadium-containg mesoporous carbon catalyst[J].Applied Catalysis A General, 2015,504,440-447.]引入高比表面的介孔碳作为固载相，通过提高传质效果，使苯酚的产率、选择性均有较大程度提高。