【摘要】：固載化離子液體是近年來出現(xiàn)的一類新型材料,基于固載化離子液體而發(fā)展的固載離子液體相催化的概念融合了離子液體優(yōu)良的溶解性和載體材料的高比表面積的優(yōu)點(diǎn),不但減少了離子液體的用量,而且提高了催化反應(yīng)的活性和選擇性,是近年來離子液體領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文較全面系統(tǒng)地介紹了制備固載化離子液體的方法:浸漬法、化學(xué)鍵合法、鍵合-浸漬法、溶膠-凝膠法以及聚合法,并對上述各種固載方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較;綜述了以硅膠、介孔材料、聚合物、碳材料、磁性材料以及新型材料等為載體的固載化離子液體在催化加氫反應(yīng)中的應(yīng)用,特別是將固載離子液體相催化與傳統(tǒng)的離子液體兩相催化和多相催化進(jìn)行了對比,突出了固載離子液體相催化在催化活性、選擇性和催化劑分離回收等方面的優(yōu)勢;最后對固載離子液體相催化目前存在的主要問題以及未來的發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)。
【圖文】：

藥工程和食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。本文較全面地綜述了近年來國內(nèi)外報(bào)道的各種固載化離子液體的制備方法和關(guān)于不同載體材料固載化離子液體應(yīng)用于催化加氫反應(yīng)中的研究成果。1固載化離子液體的制備方法1.1物理浸漬法物理浸漬法是一種較為簡便的固載方法，即離子液體與載體材料通過分子間作用力相結(jié)合，從而得到固載化的離子液體。HAGIWARA等[13]將Pd(OAc)2、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體（[BMIM][PF6]）和反相無定形硅膠混合，經(jīng)過加熱、蒸發(fā)、干燥后得到負(fù)載了鈀催化劑的固載化離子液體（圖1）。在催化碘代苯與丙烯酸環(huán)己酯的Mizoroki-Heck反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化活性，轉(zhuǎn)化頻率（TOF）高達(dá)71000h 1。該催化劑經(jīng)過簡單沉降后用乙醚洗滌即可重復(fù)使用，循環(huán)使用6次，平均轉(zhuǎn)化率為95%。圖1負(fù)載Pd催化劑的硅膠固載化離子液體[13]YANG等[14]通過浸漬法分別將1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（[BMIM][BF4]）、[BMIM][PF6]和乳酸胍鹽離子液體（TMGL）固載到介孔材料MCM-41的表面和孔道內(nèi)。通過對材料結(jié)構(gòu)的表征，發(fā)現(xiàn)負(fù)載了水溶性Rh絡(luò)合催化劑的固載化離子液體在催化1-己烯氫甲酰化反應(yīng)前后均十分穩(wěn)定。與SiO2材料比較，MCM-41催化體系表現(xiàn)出更好的催化效果，TOF為500h 1。催化劑循環(huán)使用5次，，催化活性和選擇性均無明顯下降。KARIMI等[15]以丙磺酸基修飾的SBA-15介孔分子篩作為載體，將1-辛基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽離子液體（[OMIM][HSO4]）浸漬到SBA-15-Pr-SO3H上，得到固載化離子液體相催化劑[OMIM][HSO4]@SBA-15-Pr-SO3H。在酯化反應(yīng)中，催化效果優(yōu)于離子液體兩相催化體系和未負(fù)載離子液體的非均相體系，酯化產(chǎn)物收率大于87%。通過浸漬法將溶解有催化劑

閂?浸漬法鍵合-浸漬法分為兩步，即首先采用化學(xué)鍵合法將離子液體偶聯(lián)到載體材料上，形成鍵合離子液體層，然后再通過浸漬法在鍵合離子液體層上物理吸附多層離子液體。該方法既克服了單一浸漬法中離子液體易流失的缺點(diǎn)，同時(shí)也解決了鍵合法中單層離子液體的溶解性有限，無法有效負(fù)載催化劑的不足。MEHNERT等[4]采用硅烷偶聯(lián)劑將雙氫咪唑型離子液體與硅膠表面的硅醇基偶聯(lián)，然后再物理負(fù)載一定量的咪唑型離子液體，首次制備出鍵合-浸漬型固載化離子液體。該固載化離子液體被應(yīng)用到銠催化的烯烴氫甲�；磻�(yīng)中（圖3）。研究結(jié)果表明，該體系的TOF值約為離子液體兩相催化體系的3倍，這一結(jié)果說明，固載化離子液體相催化體系能夠通過增大離子液體膜與底物的接觸面積有效提高催化劑的催化活性，同時(shí)降低了離子液體用量，提高了催化劑的穩(wěn)定性。JIN等[19]以MFI沸石作為載體，通過硅烷偶聯(lián)劑鍵合-浸漬法將咪唑離子液體固載其上，然后將Pd(OAc)2分散到離子液體中，得到固載化離子液體相催化劑Pd(OAc)2/IL/MFI。在催化芳基硼酸與芳基溴化物在水中的Suzuki反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的催化活性，且更易于與生成的聯(lián)苯化合物分離。該催化劑穩(wěn)定，循環(huán)使用5次后催化活性無明顯下降。1.4溶膠-凝膠法溶膠-凝膠法本質(zhì)上是一種原位的化學(xué)鍵合法，即將離子液體、硅源以及模板劑按一定的比例混合后，得到帶有離子液體的改性硅膠材料。圖3固載化離子液體相催化劑催化1-己烯的氫甲�；磻�(yīng)[4]圖2MNP-ILs催化劑的合成過程[16]

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