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酸性离子液体作为一种环境友好的催化新材料,在众多催化领域取得良好的应用效果,但与反应物难以分离等问题限制了它的大规模应用。将酸性离子液固载到催化剂载体上,开发新型固体酸催化剂成为国际催化领域的一个研究热点。 本论文采用大颗粒球型硅胶做载体,基于硅羟基与硅烷偶联剂的“架桥”修饰反应,通过离子液阳离子基团的化学键合接枝方法,将酸功能化咪唑离子液体活性组分固载到载体硅胶上,制得新型固体酸催化剂。作者分别选取γ-氯丙基三甲氧基硅烷及γ-巯丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂,系统考察了载体活化方式、溶剂类型、反应时间、离子液浓度以及制备步骤等因素对催化剂合成的影响。 对制备的新型固体酸催化剂进行了FT-IR光谱表征,验证了目标产物的结构特征。运用TGA测定了催化剂的热分解性能。采用BET、元素分析等方法对催化剂及载体的孔结构性质等进行了测定。 采用高压反应釜试验装置,以叔丁醇脱水、醇醛缩合作为反应模型,对比评价了新型固体酸催化剂与市售阳离子交换树脂催化剂的催化活性,同时考察了固体酸催化剂的稳定性。 研究结果表明,采用γ-氯丙基三甲氧基硅烷作偶联剂可以简捷的制备阴离子为Cl-的固体磺酸催化剂,采用γ-巯丙基三甲氧基硅烷作偶联剂能够便捷地制备具有不同阴离子类型的固体酸催化剂。催化剂活性组分中的阴离子对催化活性有直接的影响。热模评价结果表明,含有CF3SO3-阴离子的固体酸催化剂能够有效催化叔丁醇脱水反应和醇醛缩合反应,催化活性达到甚至超过了工业上常用的强酸性阳离子交换树脂催化剂。固体酸催化剂的稳定性试验表明,在水性介质中磺酸基活性组分有部分的流失。