[发明专利]铌改性疏水酸性阳离子交换树脂的制备方法及应用

权利要求书

1.一种铌改性疏水酸性阳离子交换树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、疏水化

将阳离子交换树脂小球洗涤干燥后，将其和十六烷基三甲基溴化铵共同加入至含有十六烷基三甲基溴化铵助溶剂的水溶液中，恒温条件下搅拌一定时间后加入有机硅烷与氨水进行疏水化，继续恒温搅拌一段时间后过滤、洗涤、干燥后得到疏水阳离子交换树脂小球；

B、酸化

将步骤A中的疏水阳离子交换树脂小球加入到有机溶剂中溶胀，然后加入磺化试剂进行磺酸功能化，过滤、洗涤、干燥后得到疏水酸性阳离子交换树脂；

C、铌改性

将铌酸铵草酸盐水合物加入去离子水中搅拌溶解，然后加入步骤B中的疏水酸性阳离子交换树脂，在恒温条件下搅拌加热回流后，依次进行过滤、有机试剂或去离子水洗涤和干燥，得到所述铌改性的疏水酸性阳离子交换树脂催化剂。

2.根据权利要求1所述的铌改性疏水酸性阳离子交换树脂的制备方法，其特征在于：

其中，所述阳离子交换树脂为聚苯乙烯树脂。

3.根据权利要求2所述的铌改性疏水酸性阳离子交换树脂的制备方法，其特征在于：

步骤A中，聚苯乙烯树脂小球干燥温度为70～110℃，干燥时间8-24h；所述十六烷基三甲基溴化铵助溶剂为乙醇或异丙醇，助溶剂与水的体积比为1:2～4；溶液中十六烷基三甲基溴化铵的含量为1wt％；十六烷基三甲基溴化铵与聚苯乙烯树脂小球的质量比为1:1。

4.根据权利要求2所述的铌改性疏水酸性阳离子交换树脂的制备方法，其特征在于：

步骤A中，所述有机硅烷为三乙氧基甲基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷中的任意一种；所述聚苯乙烯树脂小球与有机硅烷的质量比为1:1～3；

所述氨水的浓度为25％，水与氨水体积比为50:1；

进行疏水化时，恒温搅拌温度为40-60℃，加入有机硅烷前搅拌0.5h，加入有机硅烷后搅拌4-6h；疏水化后干燥温度为70-110℃。

5.根据权利要求2所述的铌改性疏水酸性阳离子交换树脂的制备方法，其特征在于：

步骤B中，所述有机溶剂为二氯甲烷；聚苯乙烯树脂小球溶胀时间为0.5-2h，温度为20-60℃，

所述磺化试剂包括质量分数为98％浓硫酸和氯磺酸中的至少一种；所述磺化反应温度为80～120℃，磺化时间为2～6h；磺化后，干燥温度为70～110℃，干燥时间8～24h。

6.根据权利要求2所述的铌改性疏水酸性阳离子交换树脂的制备方法，其特征在于：

步骤C中，所述疏水酸性阳离子交换树脂与去离子水的质量比为1:50～100，与铌酸铵草酸盐水合物的质量比为1:0～2，搅拌时间为1h；

铌改性过程中，加热回流温度为20～60℃，时间为3～12h；改性后，疏水酸性阳离子交换树脂催化剂干燥温度为70～110℃，干燥时间8～24h。

7.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法得到的铌改性疏水酸性阳离子交换树脂。

8.权利要求7所述的铌改性疏水酸性阳离子交换树脂在酸催化反应中的应用。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述铌改性疏水酸性阳离子交换树脂在合成柴油添加剂聚甲氧基二甲醚中的应用。

10.一种柴油添加剂聚甲氧基二甲醚的合成方法，其特征在于，以根据权利要求1～5任一项所述的制备方法得到的铌改性疏水酸性阳离子交换树脂作为催化剂，反应原料由甲醇和甲醛水溶液组成，甲醇与甲醛的摩尔比为0.5～1:1，反应时间为1-6h，反应温度为50-90℃，反应压力为1MPa，催化剂与所述反应原料的质量比为1-3:80。