本發明涉及基于超分子低共熔溶劑的多孔液體及其制備方法和應用，屬于燃油脫硫。

背景技術：

1、多孔液體是指具有永久性孔隙結構的液體材料。英國貝爾法斯特女王大學的stuart?l.james教授及其合作者2007年首次提出多孔液體的概念，并根據永久性孔隙成因的不同將多孔液體分為三種類型：ⅰ型為純液體型多孔液體，即由內部具有孔道或者空腔結構的單一剛性分子或者構件組成的液體；ⅱ型為分子型多孔液體，即由具有空腔結構的剛性主體分子溶解在位阻溶劑中形成的液體；ⅲ型為多孔固體材料型多孔液體，其主要指多孔固體材料(如mof、分子篩、多孔有機聚合物等)均勻穩定分散于位阻溶劑中形成的液體。其中，以多孔固體材料為空腔主體分子，離子液體為位阻溶劑制備的ⅲ型多孔液體在燃油的萃取/氧化脫硫領域已有許多應用實例。例如，yang等以負載了磷鉬酸的zif-8為空腔主體分子，離子液體[emim][ntf2]為位阻溶劑制備了ⅲ型多孔液體用于燃油的萃取/氧化脫硫，在室溫下反應2小時，模擬燃油中的二苯并噻吩脫硫率達到100％。yin和li等以uio-66為空腔主體分子，分別以離子液體[p6,6,6,14][ntf2]和[omim][ntf2]為位阻溶劑制備了兩種ⅲ型多孔液體，用于燃油的萃取/氧化脫硫。基于多孔固體材料/離子液體的ⅲ型多孔液體用于燃油萃取/氧化脫硫可以提高脫硫率。但是，離子液體價格高，實際應用不具有經濟可行性。而且，離子液體存在合成工藝復雜、提純困難等問題。特別是部分離子液體，如咪唑和吡啶類離子液體，還存在難以生物降解、具有生物毒性的問題。這些問題使離子液體應用于實際工業過程的可行性面臨較大爭議。低共熔溶劑是由一定化學計量比的氫鍵受體和氫鍵供體組合而成的低共熔混合物，其凝固點顯著低于各個組分純物質的熔點。作為一類新型離子液體——低共熔溶劑不僅具備常規離子液體的特點，如室溫或接近室溫呈液態、不易揮發、熱穩定性和化學穩定性高等，而且還具有優于常規離子液體的特點，如原料來源豐富且價格低廉，制備過程簡單，生物毒性低或無生物毒性。常規低共熔溶劑的的分子體積較小，容易進入主體分子空腔而堵塞其孔隙結構，無法得到多孔液體。超分子低共熔溶劑是以超分子大環化合物(如α-、β-、γ-環糊精及其衍生物)作為氫鍵受體合成的一類新型低共熔溶劑。環糊精具有直徑為的大環結構，比許多微孔固體材料的孔道開口直徑要大。因此，如果以超分子低共熔溶劑作為位阻溶劑，微孔固體材料作為空腔主體分子構建多孔液體是完全可行的。

技術實現思路

1、本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供基于超分子低共熔溶劑的多孔液體及其制備方法和應用。

2、本發明提供一種基于超分子低共熔溶劑的多孔液體的制備方法，包括：

3、將甲基化β-環糊精和乙酰丙酸進行混合，混合后進行攪拌反應，得到超分子低共熔溶劑；

4、將h2o2加入磷鎢酸水溶液中，攪拌反應后，加入四丁基氯化銨水溶液，將得到的固體經洗滌、干燥制成過氧磷鎢酸；

5、將過氧磷鎢酸和zn(no3)2·6h2o溶解于甲醇中，加入含有2-甲基咪唑的甲醇溶液，室溫攪拌反應后將得到的白色固體經洗滌、干燥得到封裝過氧化磷鎢酸的zif-8；

6、將封裝過氧磷鎢酸的zif-8與超分子低共熔溶劑混合，通過攪拌、超聲使均勻分散，得到多孔液體。

7、進一步地，本發明提供一種上述的方法制備的基于超分子低共熔溶劑的多孔液體。

8、進一步地，本發明提供一種上述的基于超分子低共熔溶劑的多孔液體在燃油萃取/氧化脫硫中的應用。

9、本發明相對于現有技術的優點以及有益效果為：

10、1、本發明以低共熔溶劑代替離子液體作為位阻溶劑制備多孔液體，可以避免離子液體價格高、合成工藝復雜、提純困難、難以生物降解、具有生物毒性等問題。以超分子低共熔溶劑作為位阻溶劑構建多孔液體，可以解決常規低共熔溶劑因分子體積小，容易進入主體分子空腔而堵塞其孔隙結構的問題。而且，該多孔液體用于燃油萃取-氧化脫硫，在劑油質量比為1：8、h2o2/s摩爾比為5：1的條件下，脫硫率可達到100％，在燃油脫硫領域具有較大的應用前景。

11、2、本發明以低共熔溶劑代替離子液體作為位阻溶劑制備多孔液體，從而避免離子液體價格高、合成工藝復雜、提純困難、難以生物降解、具有生物毒性等問題。以超分子低共熔溶劑代替常規低共熔溶劑作為位阻溶劑構建多孔液體，可以解決常規低共熔溶劑因分子體積小，容易進入主體分子空腔而堵塞其孔隙結構的問題。

技術特征：

1.一種基于超分子低共熔溶劑的多孔液體的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的基于超分子低共熔溶劑的多孔液體的制備方法，其特征在于，甲基化β-環糊精和乙酰丙酸按摩爾比1:9-45進行混合。

3.根據權利要求1所述的基于超分子低共熔溶劑的多孔液體的制備方法，其特征在于，甲基化β-環糊精和乙酰丙酸混合后于40℃-100℃下攪拌反應，攪拌時間為0.5-3小時。

4.根據權利要求1所述的基于超分子低共熔溶劑的多孔液體的制備方法，其特征在于，將7ml質量分數為30％的h2o2水溶液加入2.1ml含1.01g磷鎢酸的水溶液中，攪拌反應60min，然后加入2.1ml含0.32g四丁基氯化銨的水溶液，得到的固體經洗滌、干燥即為過氧磷鎢酸。

5.根據權利要求1所述的基于超分子低共熔溶劑的多孔液體的制備方法，其特征在于，將80-400mg過氧磷鎢酸和1-3mmol?zn(no3)2·6h2o溶解于10-40ml甲醇中，加入10-40ml含有10-30mmol?2-甲基咪唑的甲醇溶液，室溫攪拌反應1-3小時。

6.根據權利要求1所述的基于超分子低共熔溶劑的多孔液體的制備方法，其特征在于，多孔液體中封裝過氧磷鎢酸的zif-8質量百分比為0.5-5％。

7.一種權利要求1至6任一項所述的方法制備的基于超分子低共熔溶劑的多孔液體。

8.一種權利要求7所述的基于超分子低共熔溶劑的多孔液體在燃油萃取/氧化脫硫中的應用。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，將基于超分子低共熔溶劑的多孔液體與模擬燃油按照質量比為1∶1-10進行混合攪拌；攪拌后加入h2o2，h2o2與模擬燃油中s的摩爾比為1-10∶1，再在20-80℃溫度下攪拌反應1-3小時，反應結束后，靜置，取上層油相測定硫含量，計算脫硫率。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，模擬燃油由硫化物溶解于正十二烷或正辛烷中配制而成；硫化物包括各種脂肪族硫化物和芳香族硫化物。

技術總結
本發明提供了一種基于超分子低共熔溶劑的多孔液體及其制備方法和應用，所述制備方法包括以下步驟：將甲基化β?環糊精和乙酰丙酸進行混合，混合后進行攪拌反應，得到超分子低共熔溶劑；將H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;加入磷鎢酸水溶液中，攪拌反應后，加入四丁基氯化銨水溶液，將得到的固體經洗滌、干燥制成過氧磷鎢酸；將過氧磷鎢酸和Zn(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;·6H<subgt;2</subgt;O溶解于甲醇中，加入含有2?甲基咪唑的甲醇溶液，室溫攪拌反應后將得到的白色固體經洗滌、干燥得到封裝過氧化磷鎢酸的ZIF?8；將封裝過氧磷鎢酸的ZIF?8與超分子低共熔溶劑混合，通過攪拌、超聲使均勻分散，得到多孔液體。

技術研發人員：舒陳華,黃海金,余興,楊君,張佳毅,范和霖
受保護的技術使用者：上饒師范學院
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24