[发明专利]一种磺化RF气凝胶微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种磺化RF气凝胶微球的制备方法，包括：将间苯二酚、甲醛溶液、碳酸钠和去离子水搅拌混合均匀，加热反应，冷藏，加入苯甲酸水溶液，滴加至司班‑80的溶液中，加热搅拌反应，在司班‑80的溶液中形成凝胶小球；将司班‑80的溶液中的凝胶小球分离，然后加入乙醇交换溶剂，干燥，得到RF气凝胶微球；将RF气凝胶微球加入至二氯甲烷中，缓慢滴入氯磺酸二氯甲烷溶液，在4℃下搅拌反应，同时在反应的过程中向二氯甲烷溶液中通入氮气，并采用氢氧化钠溶液收集反应排出的气体；反应结束后干燥，得到磺化RF气凝胶微球。本发明提供的磺化RF气凝胶微球的具有优异的成型性，且磺酸基团接枝率高，分布均匀，制备的磺化RF气凝胶微球的比表面积大。

技术领域

本发明涉及气凝胶微球制备领域，具体涉及一种磺化RF气凝胶微球的制备方法。

背景技术

醇和酸酯化形成的酯因其一直是工业生产中具有价值的化学物质而引起广泛关注，例如溶剂，香料，聚合物，生物柴油等。但是酯化反应其本身存在反应慢、转化效率不高和选择性低等缺点，需要选择合适的催化剂来加速反应、提高转化效率和反应选择性。传统的酸催化剂有强无机酸催化剂(如硫酸、盐酸或氟化氢)和路易斯酸催化剂(如无水三氧化铝、三氟硼烷或有机锡氯化物)，使用这种催化剂可以获得高收率和高选择性，但是反应后存在催化剂分离回收困难、产生大量废物以及对设备具有腐蚀。为了实现最少的废物产生、更容易的产品回收和更高的原子效率，开发“绿色”催化工艺势在必行。固体超强酸催化剂应运而生，其中磺酸型固体催化剂的研究与开发十分盛行，由于其能在温和条件下活化酸催化反应，还具有选择性高，副反应少，易和反应物分离，对设备不腐蚀，可重复使用，废催化剂处理简单，对环境污染少等优点，而迅速成为催化剂领域中的研究热点，具有很大的应用前景。

磺化型固体催化剂中较为典型的有磺化的固态碳材料和磺化聚合物材料，两种材料各有优缺点，例如磺化的固态碳材料比表面积大，但是磺化步骤多，接枝率低，重复利用率低。磺化聚合物材料可重复利用率高，但是比表面积不高，酸性位点较少。因此，寻找一种简易制备的高比表面积、高重复利用率的磺化固体催化剂材料至关重要。目前，对于磺化固体催化剂，具有接枝率低，比表面积不高，酸性不强等缺点。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种磺化RF气凝胶微球的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将间苯二酚、甲醛溶液、碳酸钠和去离子水加入反应器中以250～350r/min的速度搅拌混合均匀，得到混合液；将混合液加热至60～80℃反应1～2小时，反应完全后，取出冷藏，然后以200～300r/min的速度搅拌的同时加入苯甲酸水溶液，然后缓慢滴加至司班-80的溶液中，60～80℃下以100～200r/min的速度搅拌反应1.5～2.5小时，然后将反应后的物料加压超声5～10min，在司班-80的溶液中形成凝胶小球；

步骤二、将司班-80的溶液中的凝胶小球分离，然后加入乙醇交换溶剂，之后进行干燥，得到RF气凝胶微球；

步骤三、将RF气凝胶微球加入至二氯甲烷中，缓慢向其中滴入氯磺酸二氯甲烷溶液，在4℃下搅拌反应5～7小时，同时在反应的过程中向二氯甲烷溶液中通入氮气，并采用氢氧化钠溶液收集反应排出的气体；反应结束后干燥，得到磺化RF气凝胶微球。

优选的是，所述间苯二酚、甲醛溶液、碳酸钠和水的质量比为200～300:300～450:1:60～120；所述苯甲酸水溶液的浓度为1.5～2g/L；所述司班-80的溶液的浓度为0.08～0.15wt％；所述苯甲酸水溶液与混合液的体积比为1:3～6；所述苯甲酸水溶液与司班-80的溶液的体积比为1:20～30。

优选的是，，所述司班-80的溶液的溶剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯中的任意一种；所述加压超声的压力为0.3～0.8MPa，频率45～65KHz。