一种季铵盐模板剂的制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110592610A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910929896.4(22)申请日2019.09.29(71)申请人肯特催化材料股份有限公司地址317306浙江省台州市仙居县福应街道现代工业集聚区(72)发明人王新伟沈永淼李青山梁学正施旭升董柱永吴尖平吴勤明(74)专利代理机构绍兴市知衡专利代理事务所(普通合伙)33277代理人李敏(51)Int.Cl.C25B3/00(2006.01)C01B39/48(2006.01)B01J31/30(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图5页(54)发明名称一种季铵盐模板剂的制备方法和应用(57)摘要本申请提供一种季铵盐模板剂的制备方法和应用，属于具有分子筛和碱交换特性的化合物技术领域。以二烷基吡啶为原料，经二烷基哌啶的合成、二烷基哌啶的叔胺化、二烷基哌啶的季胺盐化、氢氧化N,N-二烷基化二烷基哌啶季铵碱的合成，得到高浓度模板剂，用于固相合成SSZ-39沸石合成SSZ-39沸石分子筛。将本申请应用于模板剂以及SSZ-39沸石合成，具有安全性好、反应压力低、收率高、选择性好等优点。CN110592610ACN110592610A权利要求书1/2页1.一种季铵盐模板剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）合成二烷基哌啶：以二烷基吡啶为原料，将二烷基吡啶溶于乙醇，加入负载铑催化剂，搅拌混合均匀后转入高压釜，通氢气置换空气后，继续通氢气至压力为（1.0~2.5）MPa，升温至（90~120）℃，搅拌反应（1~6）小时后，冷却至室温，泄压开釜，二烷基吡啶与乙醇质量比为1:（2～6），催化剂用量占二烷基吡啶质量的（1～3.0）%，将粗产品过滤，滤液经常压蒸馏、精馏，相应馏分得二烷基哌啶；（2）叔胺化：氮气保护下，催化剂、甲酸、多聚甲醛与步骤（1）合成的二烷基哌啶于溶剂中进行甲基化反应，加入无机碱，分层，减压蒸馏得到中间体N-烷基化二烷基哌啶；（3）季铵盐化：将步骤（2）得到的中间体N-烷基化二烷基哌啶与卤化烷在有机溶剂中季铵化成盐，得到中间体卤化-N,N-二烷基化二烷基哌啶季铵盐；（4）氢氧化：将步骤（3）的中间体N,N-二烷基化二烷基哌啶季铵盐置于多腔室离子膜电解设备中电解，再经减压降膜浓缩，得成品模板剂氢氧化N,N-二烷基化二烷基哌啶季铵碱；模板剂浓度为（40～55）%。2.根据权利要求1所述的一种季铵盐模板剂的制备方法，其特征在于：将三乙烯二胺与氯丙烯按摩尔比混合，三乙烯二胺与氯丙烯摩尔比1:（2~3）配置，在室温搅拌反应后，得白色固体；过滤，用乙酸乙酯洗涤干燥，得离子液体单体；将其溶于DMF中，加入偶氮二异丁腈引发剂，均匀搅拌后，转入高压釜，置于烘箱中进行加热溶剂热聚合反应，聚合温度为（100~130）℃，聚合时间为（4~24）小时，得超交联多孔聚离子液体；将氯铑酸铵溶于乙醇，加入上述超交联多孔聚离子液体，控制氯铑酸铵与超交联多孔聚离子液体中心的摩尔比为1:（3~10），室温进行搅拌交换后过滤，乙醇洗涤烘干，即得负载铑催化剂。3.根据权利要求1所述的一种季铵盐模板剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，二烷基哌啶、甲酸与多聚甲醛摩尔比为1:（1～5）:（1～3），二烷基哌啶与催化剂质量比为1:（0.01～0.03）；反应温度为（30～100）℃，所述压力为（0～0.1）Mpa。4.根据权利要求1所述的一种季铵盐模板剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，催化剂为四丁基溴化铵、四乙基溴化铵、四甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵中的一种；溶剂为水、甲醇、乙醇中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种季铵盐模板剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，有机溶剂为乙腈、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯中的一种或几种；卤化烷为溴甲烷或氯甲烷，N-烷基化二烷基哌啶与卤化烷摩尔比为1:（1～3）。6.根据权利要求1所述的一种季铵盐模板剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，反应温度为（30～100）℃，反应压力为（0～0.3）Mpa，反应时间为（4～8）小时。7.根据权利要求1所述的一种季铵盐模板剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，电解温度为（30～90）℃，电解电流密度为400～800A/m2，电压为（4～12）V。8.根据权利要求1所述的一种季铵盐模板剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，所述多腔室离子膜电解设备为三腔两膜电解设备，阳离子膜为杜邦的NafionN551、N414、旭硝子的CMV、ASTOM的CMB、山东东岳的DF988中的任一种；阴离子膜为旭硝子的ASV、ASTOM的AHA、金华金秋的TWDDA2中的任一种；阳极板为含氧化铱和氧化钽涂层的钛阳极板，阴极