CN105061319A - 一种咪唑过氧钼酸盐及其合成方法 - Google Patents

一种咪唑过氧钼酸盐及其合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种咪唑过氧钼酸盐，其结构为

Description

一种咪唑过氧钼酸盐及其合成方法
技术领域
本发明涉及一种咪唑过氧钼酸盐及其合成方法。
背景技术
我国经济建设的快速发展使得大气污染防治成为一个突出的问题，汽车制造业的发展在很大程度上推动了经济的增长，为人们的社会生活提供了便利，也带来了较为严重的大气污染，随着原油重质化劣质化所产生的危害，以及人们在提高生活质量的同时对环境也越来越重视了，因此，如何更加有效的利用各种技术来降低油品中的硫含量已经成为业内一直关注的重点。
在油品脱硫的方面，萃取催化氧化脱硫法由于避免使用氧气，投资小，脱硫量大，反应条件温和，是目前研究关注的热点，其中多酸类化合物由于其结构便于调控、多功能性、催化效果好、再生速度快、绿色环保等特点广泛应用于催化领域。
因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种咪唑过氧钼酸盐及其合成方法，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种咪唑过氧钼酸盐，可用于构建条件温和、活性高、选择性好、回收方便的催化氧化燃油脱硫体系。
本发明的另一目的在于提供一种咪唑过氧钼酸盐的生产方法，工艺简单。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种咪唑过氧钼酸盐，其结构为
n＝1时为化合物A；固态
n＝5时为化合物B；固态
n＝9时为化合物C；液态
n＝13时为化合物D；固态。
一种咪唑过氧钼酸盐的化合物A或B合成方法，包括以下步骤：用水将Na2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值为酸性；将1-甲基-3-丁基咪唑溴盐或者1-甲基-3-辛基咪唑溴盐溶于水，滴加到反应溶液中，立刻有大量沉淀析出，沉淀过滤，用水洗3次，乙酸乙酯洗涤，得到白色或浅黄色固体。
进一步，包括以下步骤：用10mL水将5mmolNa2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加6mL质量百分比浓度为30％的H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加摩尔浓度为6mol/L的稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值约为4.2；将1-甲基-3-丁基咪唑溴盐或者1-甲基-3-辛基咪唑溴盐5mmol溶于水，滴加到反应溶液中，立刻有大量沉淀析出，沉淀过滤，用水洗3次，乙酸乙酯洗涤，得到白色或浅黄色固体。
一种咪唑过氧钼酸盐的化合物C合成方法，包括以下步骤：用水将Na2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值为酸性；将1-甲基-3-十二烷基咪唑溴盐溶于乙醇，滴加到反应溶液中，随着搅拌的进行，反应器内有乳化现象发生，反应5小时，乳化现象消失，反应器底部有无色油状液体出现，二氯甲烷和水的反复萃取洗涤该无色油状液体，旋干滤液，40℃真空干燥24小时，得目标产物。
进一步，包括以下步骤：用10mL水将5mmolNa2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加6mL质量百分比浓度为30％的H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加摩尔浓度为6mol/L的稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值约为4.2；将1-甲基-3-十二烷基咪唑溴盐5mmol溶于15mL乙醇，滴加到反应溶液中，随着搅拌的进行，反应器内有乳化现象发生，反应5小时，乳化现象消失，反应器底部有无色油状液体出现，二氯甲烷和水的反复萃取洗涤该无色油状液体，旋干滤液，40℃真空干燥24小时，得目标产物。
一种咪唑过氧钼酸盐的化合物D合成方法，包括以下步骤：用水将Na2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值为酸性；将1-甲基-3-十六烷基咪唑溴盐溶于乙醇，滴加到反应溶液中，反应一段时间有沉淀析出，沉淀过滤，用水洗3次，乙酸乙酯洗涤，得到白色固体。
进一步，包括以下步骤：用10mL水将5mmolNa2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加6mL质量百分比浓度为30％的H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加摩尔浓度为6mol/L的稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值约为4.2；将1-甲基-3-十六烷基咪唑溴盐5mmol溶于15mL乙醇，滴加到反应溶液中，反应一段时间有沉淀析出，沉淀过滤，用水洗3次，乙酸乙酯洗涤，得到白色固体。
采用上述方案后，本发明所形成的有机钼化合物应用于清洁燃油生产属于新技术，在满足成品油深度脱硫加工生产符合欧V高标准的油品方面具有明显优势，扩大并丰富了石油化工领域的技术储备，同时也为我国特色矿产资源的深加工与利用，提供产品技术含量与附加值具有重大的环境效益和实际应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述。
本发明公开了一种咪唑过氧钼酸盐，其结构为
n＝1时为化合物A；固态
n＝5时为化合物B；固态
n＝9时为化合物C；液态
n＝13时为化合物D；固态
通过1HNMR对所合成化合物的结构进行了详细表征，结果见表1。
表1咪唑类过氧钼酸盐的1HNMR
通过红外对所合成化合物的结构进行了详细表征，结果见表2。
表2咪唑类过氧钼酸盐的红外归属
从表1中可以看出所合成的化合物阳离子部分符合目标化合物的结构，且在核磁谱图中没有杂峰，表明了物质的纯净。表2为合成系列化合物的红外特征峰归属，从表2中可以看出，Mo＝O、O-O、Mo2O、Mo(O2)的特征吸收峰和文献报道基本一致，说明了合成的阴离子结构的正确性。
本发明合成的[C8mim]2Mo2O11采用以下方法制得：用10mL水将5mmolNa2MoO4·2H2O溶解，加入到50mL的圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加6mL质量百分比浓度为30％的H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加摩尔浓度为6mol/L的稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值约为4.2；将1-甲基-3-丁基咪唑溴盐或者1-甲基-3-辛基咪唑溴盐5mmol溶于水，滴加到反应溶液中，立刻有大量沉淀析出，沉淀过滤，用水洗3次，乙酸乙酯洗涤，得到白色或浅黄色固体。用本发明合成的[C8mim]2Mo2O11作为催化剂，乙腈作为萃取剂，双氧水作为氧化剂，构建脱硫体系。用DBT的正辛烷溶液为模拟油，其中硫含量为500mg/l，在模拟油5mL、乙腈5mL、催化剂用量0.5％(质量百分比浓度)、氧硫比为4、温度60℃、时间为1h时，用WK-2D微库仑硫含量测定仪测定反应后的模拟油中的硫含量为0。说明此类催化剂有非常好的脱硫效果。
一种化合物C(即[C12mim]2Mo2O11)的合成方法，包括以下步骤：用10mL水将5mmolNa2MoO4·2H2O溶解，加入到50mL的圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加6mL质量百分比浓度为30％的H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加摩尔浓度为6mol/L的稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值约为4.2；将1-甲基-3-十二烷基咪唑溴盐5mmol溶于15mL乙醇，滴加到反应溶液中，随着搅拌的进行，反应器内有乳化现象发生，反应5小时，乳化现象消失，反应器底部有无色油状液体出现，二氯甲烷和水的反复萃取洗涤该无色油状液体，旋干滤液，40℃真空干燥24小时，得目标产物。
一种化合物D(即[C16mim]2Mo2O11)的合成方法，包括以下步骤：用10mL水将5mmolNa2MoO4·2H2O溶解，加入到50mL的圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加6mL质量百分比浓度为30％的H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加摩尔浓度为6mol/L的稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值约为4.2；将1-甲基-3-十六烷基咪唑溴盐5mmol溶于15mL乙醇，滴加到反应溶液中，反应一段时间有沉淀析出，沉淀过滤，用水洗3次，乙酸乙酯洗涤，得到白色固体。
本发明的化合物A、化合物B、化合物C和化合物D均中无氯，氮，硫，磷等环境污染物质，符合环境友好、绿色油品处理技术的标准要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (7)

1.一种咪唑过氧钼酸盐，其特征在于：其结构为
n＝1时为化合物A；固态
n＝5时为化合物B；固态
n＝9时为化合物C；液态
n＝13时为化合物D；固态。
2.根据权利要求1所述的一种咪唑过氧钼酸盐的化合物A或B合成方法，其特征在于：包括以下步骤：用水将Na2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值为酸性；将1-甲基-3-丁基咪唑溴盐或者1-甲基-3-辛基咪唑溴盐溶于水，滴加到反应溶液中，立刻有大量沉淀析出，沉淀过滤，用水洗3次，乙酸乙酯洗涤，得到白色或浅黄色固体。
3.根据权利要求2所述的一种咪唑过氧钼酸盐的化合物A或B合成方法，其特征在于：包括以下步骤：用10mL水将5mmolNa2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加6mL质量百分比浓度为30％的H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加摩尔浓度为6mol/L的稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值约为4.2；将1-甲基-3-丁基咪唑溴盐或者1-甲基-3-辛基咪唑溴盐5mmol溶于水，滴加到反应溶液中，立刻有大量沉淀析出，沉淀过滤，用水洗3次，乙酸乙酯洗涤，得到白色或浅黄色固体。
4.根据权利要求1所述的一种咪唑过氧钼酸盐的化合物C合成方法，其特征在于：包括以下步骤：用水将Na2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值为酸性；将1-甲基-3-十二烷基咪唑溴盐溶于乙醇，滴加到反应溶液中，随着搅拌的进行，反应器内有乳化现象发生，反应5小时，乳化现象消失，反应器底部有无色油状液体出现，二氯甲烷和水的反复萃取洗涤该无色油状液体，旋干滤液，40℃真空干燥24小时，得目标产物。
5.根据权利要求4所述的一种咪唑过氧钼酸盐的化合物C合成方法，其特征在于：包括以下步骤：用10mL水将5mmolNa2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加6mL质量百分比浓度为30％的H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加摩尔浓度为6mol/L的稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值约为4.2；将1-甲基-3-十二烷基咪唑溴盐5mmol溶于15mL乙醇，滴加到反应溶液中，随着搅拌的进行，反应器内有乳化现象发生，反应5小时，乳化现象消失，反应器底部有无色油状液体出现，二氯甲烷和水的反复萃取洗涤该无色油状液体，旋干滤液，40℃真空干燥24小时，得目标产物。
6.根据权利要求1所述的一种咪唑过氧钼酸盐的化合物D合成方法，其特征在于：包括以下步骤：用水将Na2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值为酸性；将1-甲基-3-十六烷基咪唑溴盐溶于乙醇，滴加到反应溶液中，反应一段时间有沉淀析出，沉淀过滤，用水洗3次，乙酸乙酯洗涤，得到白色固体。
7.根据权利要求1所述的一种咪唑过氧钼酸盐的化合物D合成方法，其特征在于：包括以下步骤：用10mL水将5mmolNa2MoO4·2H2O溶解，加入到圆底烧瓶内，将圆底烧瓶放入冰盐浴中，滴加6mL质量百分比浓度为30％的H2O2氧化反应溶液变为红褐色，逐滴滴加摩尔浓度为6mol/L的稀盐酸调解至溶液变为浅黄色，此时溶液的pH值约为4.2；将1-甲基-3-十六烷基咪唑溴盐5mmol溶于15mL乙醇，滴加到反应溶液中，反应一段时间有沉淀析出，沉淀过滤，用水洗3次，乙酸乙酯洗涤，得到白色固体。
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