纳米复合离子交换树脂催化剂及其应用的制作方法

[0001]
本发明涉及一种纳米复合离子交换树脂催化剂及其应用。


背景技术：

[0002]
离子交换树脂是一种功能性高分子材料，含有丰富的离子交换基团，耐酸碱溶液及许多有机溶剂，具有较强的溶剂稳定性。工业上多采用苯乙烯、二乙烯基苯共聚制备离子交换树脂的基体，并通过氯甲基化、胺化反应制备得到阴离子交换树脂。
[0003]
20世纪末shell、dow、sd公司开始研究了离子交换树脂在催化水合方面的应用，lemanski等以强碱离子交换树脂为催化环氧乙烷水合的主要催化剂，以酸性离子交换树脂作为添加剂，发现在温度100℃，压力1.0mpa，水比5.5：1下反应6小时，原料环氧乙烷的转化率为100％，乙二醇的选择性最高达88.3％(m.f.lemanski,v.kruchten,r.kunin,us patent6,156,942(2000))。然而，应用于催化水合的强碱性离子交换树脂不耐高温、热稳定性差，使其长期使用性能降低，工业化前景不乐观。shell公司开发了一种季铵型阴离子交换树脂，并将其用于环氧乙烷催化水合，环氧乙烷转化率接近100％，乙二醇选择性可达95％，但是即使在较低温度下(<95℃)，催化剂的膨胀仍比较严重。
[0004]
以季铵型阴离子交换树脂作为催化剂，催化环氧烷烃水合的反应中，反应温度基本在80～110℃之间，阴离子交换树脂耐热性能差，在该温度下催化剂不稳定，会逐渐发生降解，催化活性下降。降解过程中烃基脱落变成弱碱基团，使离子交换树脂的交换当量和催化活性同时降低。同时也会发生碱基脱落的反应。对离子交换树脂从结构上进行一定的改性，可提高树脂的耐热性能。
[0005]
陈群研究了苯环硝基取代的苯乙烯型强碱阴离子交换树脂，展现出优良的热稳定性和环氧乙烷水合催化性能。以苯乙烯型强碱性阴离子交换树脂为原料直接进行硝化，再经转型得到目标离子交换树脂。在温度75℃、压力1.0mpa、空速1.0小时-1
、水比6:1的条件下，以带硝基的离子交换树脂为催化剂，环氧乙烷转化率由原来的89.7％提高到99.9％，乙二醇选择性由94.2％提高到95.6％，树脂的活性大大提高。三菱公司通过功能化苯乙烯单体与交联剂的悬浮聚合，研发了一类具有较高耐热性的阴离子交换树脂，该类树脂在苯环与季铵氮原子之间连接有烃基或烷氧亚甲基链(友井正男，久保田裕久，高分子加工(日)[j],1999,48(2):57～63)。树脂中的季铵基团在受热时较稳定，可在90℃下长期使用。但是，该路线单体合成路线长，操作条件苛刻，收率低且功能单体分离提纯困难，纯度不高，影响最终聚合物的性能。
[0006]
上述离子交换树脂材料不可忽视的缺点，使得如何改善树脂的性能，提高催化剂寿命能成为研究热点。


技术实现要素：

[0007]
本发明提供一种环氧烷烃水合制二醇方法。
[0008]
一种环氧烷烃水合制二醇方法，包括在水合反应条件下，环氧烷烃和水与纳米复
[0026]
其中，p为纳米复合树脂基体；r
1
、r
2
、r
3
均为取代基团，m-为阴离子；所述纳米复合树脂基体p具有含有-ch(ph)-ch
2-结构片段和poss结构片段。
[0027]
上述技术方案中，所述纳米复合树脂基体p含有-ch(poss)-ch
2-结构片段。
[0028]
上述技术方案中，所述纳米复合树脂基体p的红外光谱中，1111cm-1
处具有特征吸收峰，归属于倍半硅氧烷中si-o-si骨架的伸缩振动吸收峰。
[0029]
上述技术方案中，所述纳米复合树脂基体p中poss的质量含量为0.1～10％。
[0030]
上述技术方案中，所述r
1
、r
2
、r
3
均为烷基或芳基；优选所述r
1
、r
2
、r
3
均为c
1-10
烷基，较优选c
3-4
烷基，更优选直链烷基c
4
h
9
。；
[0031]
上述技术方案中，所述m-选自碳酸氢根离子、氢氧根离子、亚硫酸氢根离子、羧酸根离子、柠檬酸根离子、杂多酸离子、三氟甲磺酸根、对甲苯磺酸根、苯磺酸根、甲烷磺酸根、四氟合硼酸根或六氟合磷酸根；
[0032]
上述技术方案中，所述纳米复合树脂基体p为苯乙烯类单体、交联剂和纳米材料经原位共聚得到的纳米复合共聚物。
[0033]
上述技术方案中，所述纳米材料选自含乙烯基倍半硅氧烷、含氢基聚倍半硅氧烷、含烷氧基聚倍半硅氧烷和含环氧基聚倍半硅氧烷中的至少一种；较优选所述交联剂选自双甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯基苯、二乙烯基苯基甲烷或二乙烯基苯中的至少一种，优选二乙烯基苯。
[0034]
上述技术方案中，苯乙烯类单体选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯或4-丁基苯乙烯中的至少一种，优选苯乙烯。
[0035]
上述技术方案中，所述含乙烯基倍半硅氧选自八乙烯基倍半硅氧烷。
[0036]
本发明还提供一种纳米复合离子交换树脂催化剂的制备方法，包括以下步骤：将苯乙烯类单体、交联剂和含乙烯基的倍半硅氧烷经原位聚合得到树脂基体，经氯甲基化反应、季铵化、离子交换反应，制备得到纳米复合离子交换树脂催化剂。
[0037]
上述技术方案中，所述纳米材料选自含乙烯基倍半硅氧烷、含氢基聚倍半硅氧烷、含烷氧基聚倍半硅氧烷和含环氧基聚倍半硅氧烷中的至少一种；较优选所述交联剂选自双甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯基苯、二乙烯基苯基甲烷或二乙烯基苯中的至少一种，优选二乙烯基苯。
[0038]
上述技术方案中，苯乙烯类单体选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯或4-丁基苯乙烯中的至少一种，优选苯乙烯。
[0039]
上述技术方案中，所述含乙烯基倍半硅氧选自八乙烯基倍半硅氧烷。上述技术方案中，具体步骤为，a)将助剂配成重量百分比浓度为0.5～3％的水溶液a，将苯乙烯类单体、交联剂、纳米材料、引发剂配成溶液b；其中，所述助剂选自聚乙烯醇、明胶、淀粉、甲基纤维素、膨润土或碳酸钙中的至少一种；所述苯乙烯类单体选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯或4-丁基苯乙烯中的至少一种；所述交联剂选自双甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯基苯、二乙烯基苯基甲烷或二乙烯基苯中的至少一种；所述纳米材料选自含乙烯基倍半硅氧烷、含氢基聚倍半硅氧烷、含烷氧基聚倍半硅氧烷和含环氧基聚倍半硅氧烷中的至少一种；所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化月桂酰或异丙苯过氧化氢中的至少一种；以重量份数计，苯乙烯单体的用量为85～95份，交联剂的用量为2～5份，纳米材料的用量为0.1～10份，引发剂的用量为0.1～5份；助剂的用量为单体用量的150～400％；
[0040]
b)将溶液b与溶液a混合，常温下搅拌1-3小时，混合均匀。然后在60～75℃聚合反应0.5～5小时，逐渐升温至70～90℃反应5～15小时，再升温至90～100℃反应5～15小时；反应结束后，经抽提、洗涤、过滤、干燥、过筛，得到粒径范围0.35～0.60毫米的复合微球；
[0041]
c)在复合微球中加入相当于复合微球重量200～500％的氯甲基化试剂，以及相当于复合微球重量20～70％的氯化锌催化剂，在30～60℃下反应8～30小时，经过滤、洗涤得到复合氯球；所述氯甲基化试剂选自氯甲醚，氯甲基乙醚或1,4-二氯甲氧基丁烷中的至少一种；
[0042]
d)将所述复合氯球、三丁胺和n,n-二甲基甲酰胺的混合物，在60～90℃下反应10～48小时，反应结束后经过滤、洗涤得到复合季铵微球；所述混合物中，复合氯球、三丁胺和n,n-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:(1～5):(10～50)；
[0043]
f)所述复合季铵微球用盐溶液洗涤，其中复合季铵微球与盐溶液的摩尔比为(1:1)～(1:10)；盐溶液的浓度为0.1～1mol/l；洗涤完毕后用去离子水洗涤至ph＝7，得到所述离子交换树脂。所述盐溶液选自碳酸氢根、氢氧根、亚硫酸氢根、碳原子数为1～10的羧酸根、柠檬酸根盐溶液中的至少一种。
[0044]
本发明纳米复合离子交换树脂催化剂具有以下结构通式：p-n
+
r
1
r
2
r
3
m-，所述纳米复合树脂基体p包括-ch(ph)-ch
2-结构片段和poss结构片段。
[0045]
本发明的纳米复合离子交换树脂催化剂用于环氧烷烃的水合反应中，催化剂活性高，耐碱性高，在2000小时寿命试验中，在低水比下，环氧乙烷转化率高，乙二醇选择性高反应后产物易分离，催化剂可连续使用多次。
[0046]
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但是需要指出的是，本发明的保护范围并不受这此限制，而是由附录的权利要求书来确定。
[0047]
需要特别说明的是，在本说明书的上下文中公开的两个或多个方面(或实施方式)可以彼此任意组合，由此而形成的技术方案属于本说明书原始公开内容的一部分，同时也落入本发明的保护范围之内。
附图说明
[0048]
图1为基体的红外光谱图。
具体实施方式
[0049]
【实施例1】离子交换树脂催化剂制备
[0050]
在500毫升三口烧瓶内加入65.0克苯乙烯，1.0克二乙烯基苯，3.0克八乙烯基倍半硅氧烷和1.0克过氧化苯甲酰，开动搅拌器搅拌0.5小时；加入200毫升去离子水和4克聚乙烯醇的混合溶液，搅拌2小时。随后逐渐升温至75℃，反应5小时，再升温到90℃，反应10小时，最后升温至100℃，反应10小时。反应结束后，倾倒出上层液体，用85℃热水洗涤，再用冷水洗涤，然后过滤，放入烘箱内80℃烘干，过筛，收集粒径在0.35～0.60毫米范围内的复合微球a1。
[0051]
氯甲基化：在500毫升的三口烧瓶内，加入50克复合微球a1和200毫升氯甲基乙醚，室温静置6小时，加入30克氯化锌为催化剂，开始搅拌，升温至50℃反应30小时，氯甲基化结束后冷却至室温，滤出氯化母液，用甲醇反复洗涤，在100℃下烘干8小时，得到复合氯球a1。
[0052]
在500ml三口瓶中加入50克复合氯球a1(氯含量为4.5mmol cl/g)、三丁胺(225.0mmol)与300ml n,n-二甲基甲酰胺，在80℃下反应16小时，冷却至室温，过滤，依次用乙酸乙酯、0.1mol/l的hcl、去离子水、甲醇洗涤，然后真空60℃烘12小时得到复合季铵微球a1。
[0053]
在1000ml三口烧瓶中，加入40克复合季铵微球a1，400ml浓度为1.0mol/l的nahco
3
的去离子水溶液在室温下搅拌进行离子交换反应12小时；随后用去离子水洗涤直至洗液ph＝7，真空干燥后得到本发明的纳米复合离子交换树脂催化剂，记为cat-a1，结构式如下：
[0054]
【实施例2】离子交换树脂催化剂制备
[0055]
在500毫升三口烧瓶内加入50.0克苯乙烯，1.6克二乙烯基苯，4.5克八乙烯基倍半硅氧烷和1.0克过氧化苯甲酰，开动搅拌器搅拌0.5小时；加入200毫升去离子水和4克聚乙烯醇的混合溶液，搅拌2小时。随后逐渐升温至60℃，反应5小时，再升温到90℃，反应12小时，最后升温至100℃，反应12小时。反应结束后，倾倒出上层液体，用85℃热水洗涤，再用冷水洗涤，然后过滤，放入烘箱内80℃烘干，过筛，收集粒径在0.35～0.60毫米范围内的复合微球a2。
[0056]
氯甲基化：在500毫升的三口烧瓶内，加入50克复合微球a2和200毫升氯甲基乙醚，室温静置6小时，加入30克氯化锌为催化剂，开始搅拌，升温至50℃反应30小时，氯甲基化结束后冷却至室温，滤出氯化母液，用甲醇反复洗涤，在100℃下烘干8小时，得到复合氯球a2。
[0057]
在500ml三口瓶中加入50克复合氯球a2(氯含量为4.0mmol cl/g)、三丁胺(200.0mmol)与300ml n,n-二甲基甲酰胺，在80℃下反应16小时，冷却至室温，过滤，依次用乙酸乙酯、0.1mol/l的hcl、去离子水、甲醇洗涤，然后真空60℃烘12小时得到复合季铵微球a2。
[0058]
在1000ml三口烧瓶中，加入40克复合季铵微球a2，400ml浓度为1.0mol/l的nahco
3
的去离子水溶液在室温下搅拌进行离子交换反应12小时；随后用去离子水洗涤直至洗液ph＝7，真空干燥后得到本发明的纳米复合离子交换树脂催化剂，记为cat-a2，结构式如下：
[0059]
【实施例3】离子交换树脂催化剂制备在500毫升三口烧瓶内加入50.0克苯乙烯，2.6克二乙烯基苯和1.6克过氧化苯甲酰引发剂，然后加入0.6克八乙烯基倍半硅氧烷，加入已溶解有2.0克明胶的260毫升去离子水溶液，逐渐升温，于60℃下搅拌反应2.0小时。同时逐步升温至80℃，反应5小时；再升温到90℃，反应5小时，最后升温至98℃，反应6小时。反应结束后，倾倒出上层液体，用85℃热水洗涤，再用冷水洗涤，然后过滤，放入烘箱内80℃烘干，过筛，收集粒径在0.35～0.60mm范围内的复合微球a3。
[0060]
氯甲基化：在500ml的三口烧瓶内，加入40克复合微球a3和250ml氯甲醚，室温静置3小时，开始搅拌，加入10克氯化锌为催化剂，升温至60℃反应10小时，氯甲基化结束后冷却至室温，滤出氯化母液，用甲醇反复洗涤，在100℃下烘干8小时，得到复合氯球a3。
[0061]
在500ml三口瓶中加入30克复合氯球a3(氯含量为3.5mmol cl/g)、三丁胺(105.0mmol)与200ml n,n-二甲基甲酰胺，在60℃下反应24小时，冷却至室温，过滤，依次用乙酸乙酯、0.1mol/l的hcl、去离子水、甲醇洗涤，然后真空60℃烘12小时得到复合季铵微球a3。
[0062]
在1000ml三口烧瓶中，加入30克复合季铵微球a3，500ml浓度为0.1mol/l的nahco
3
的去离子水溶液在室温下搅拌进行离子交换反应24小时；随后用去离子水洗涤直至洗液ph＝7，真空干燥后得到本发明的纳米复合离子交换树脂催化剂，记为cat-a3，结构式如下：
[0063][0064]
【实施例4】离子交换树脂催化剂制备
[0065]
在500毫升三口烧瓶内加入50.0克苯乙烯，2.6克二乙烯基苯和1.6克过氧化苯甲酰引发剂，然后加入0.6克八乙烯基倍半硅氧烷，加入已溶解有2.0克明胶的260毫升去离子水溶液，逐渐升温，于60℃下搅拌反应2.0小时。同时逐步升温至80℃，反应5小时；再升温到90℃，反应5小时，最后升温至98℃，反应6小时。反应结束后，倾倒出上层液体，用85℃热水洗涤，再用冷水洗涤，然后过滤，放入烘箱内80℃烘干，过筛，收集粒径在0.35～0.60mm范围内的复合微球a4。
[0066]
氯甲基化：在500ml的三口烧瓶内，加入40克复合微球a4和250ml氯甲醚，室温静置3小时，开始搅拌，加入10克氯化锌为催化剂，升温至60℃反应10小时，氯甲基化结束后冷却至室温，滤出氯化母液，用甲醇反复洗涤，在100℃下烘干8小时，得到复合氯球a4。
[0067]
在500ml三口瓶中加入30克复合氯球a4(氯含量为3.5mmol cl/g)、三甲胺(105.0mmol)与200ml n,n-二甲基甲酰胺，在60℃下反应24小时，冷却至室温，过滤，依次用乙酸乙酯、0.1mol/l的hcl、去离子水、甲醇洗涤，然后真空60℃烘12小时得到复合季铵微球a4。
[0068]
在1000ml三口烧瓶中，加入30克复合季铵微球a4，500ml浓度为0.1mol/l的nahco
3
的去离子水溶液在室温下搅拌进行离子交换反应24小时；随后用去离子水洗涤直至洗液ph＝7，真空干燥后得到本发明的纳米复合离子交换树脂催化剂，记为cat-a4，结构式如下：
[0069][0070]
【对比例1】离子交换树脂催化剂制备(不含纳米材料)
[0071]
在500毫升三口烧瓶内加入65.0克苯乙烯，1.0克二乙烯基苯，1.0克过氧化苯甲酰，开动搅拌器搅拌0.5小时；加入200毫升去离子水和4克聚乙烯醇的混合溶液，搅拌2小时。随后逐渐升温至75℃，反应5小时，再升温到90℃，反应10小时，最后升温至100℃，反应10小时。反应结束后，倾倒出上层液体，用85℃热水洗涤，再用冷水洗涤，然后过滤，放入烘箱内80℃烘干，过筛，收集粒径在0.35～0.60毫米范围内的微球b1。
[0072]
氯甲基化：在500毫升的三口烧瓶内，加入50克微球b1和200毫升氯甲基乙醚，室温静置6小时，加入30克氯化锌为催化剂，开始搅拌，升温至50℃反应30小时，氯甲基化结束后冷却至室温，滤出氯化母液，用甲醇反复洗涤，在100℃下烘干8小时，得到氯球b1。
[0073]
在500ml三口瓶中加入50克氯球b1(氯含量为4.5mmol cl/g)、三丁胺(225.0mmol)与300ml n,n-二甲基甲酰胺，在80℃下反应16小时，冷却至室温，过滤，依次用乙酸乙酯、0.1mol/l的hcl、去离子水、甲醇洗涤，然后真空60℃烘12小时得到季铵微球b1。
[0074]
在1000ml三口烧瓶中，加入40克季铵微球b1，400ml浓度为1.0mol/l的nahco
3
的去离子水溶液在室温下搅拌进行离子交换反应12小时；随后用去离子水洗涤直至洗液ph＝7，真空干燥后得到离子交换树脂催化剂，记为cat-b1，结构式如下：
[0075][0076]
【对比例2】离子交换树脂催化剂制备(不含纳米材料)
[0077]
在500毫升三口烧瓶内加入50.0克苯乙烯，1.6克二乙烯基苯，1.0克过氧化苯甲酰，开动搅拌器搅拌0.5小时；加入200毫升去离子水和4克聚乙烯醇的混合溶液，搅拌2小时。随后逐渐升温至60℃，反应5小时，再升温到90℃，反应12小时，最后升温至100℃，反应12小时。反应结束后，倾倒出上层液体，用85℃热水洗涤，再用冷水洗涤，然后过滤，放入烘箱内80℃烘干，过筛，收集粒径在0.35～0.60毫米范围内的微球b2。
[0078]
氯甲基化：在500毫升的三口烧瓶内，加入50克微球b2和200毫升氯甲基乙醚，室温静置6小时，加入30克氯化锌为催化剂，开始搅拌，升温至50℃反应30小时，氯甲基化结束后冷却至室温，滤出氯化母液，用甲醇反复洗涤，在100℃下烘干8小时，得到氯球b2。
[0079]
在500ml三口瓶中加入50克氯球b2(氯含量为4.0mmol cl/g)、三丁胺(200.0mmol)与300ml n,n-二甲基甲酰胺，在80℃下反应16小时，冷却至室温，过滤，依次用乙酸乙酯、
0.1mol/l的hcl、去离子水、甲醇洗涤，然后真空60℃烘12小时得到季铵微球b2。
[0080]
在1000ml三口烧瓶中，加入40克季铵微球b2，400ml浓度为1.0mol/l的nahco
3
的去离子水溶液在室温下搅拌进行离子交换反应12小时；随后用去离子水洗涤直至洗液ph＝7，真空干燥后得到离子交换树脂催化剂，记为cat-b2，结构式如下：
[0081][0082]
【对比例3】离子交换树脂催化剂制备(不含纳米材料)
[0083]
在500毫升三口烧瓶内加入50.0克苯乙烯，2.6克二乙烯基苯和1.6克过氧化苯甲酰引发剂，然后加入0.6克八乙烯基倍半硅氧烷，加入已溶解有2.0克明胶的260毫升去离子水溶液，逐渐升温，于60℃下搅拌反应2.0小时。同时逐步升温至80℃，反应5小时；再升温到90℃，反应5小时，最后升温至98℃，反应6小时。反应结束后，倾倒出上层液体，用85℃热水洗涤，再用冷水洗涤，然后过滤，放入烘箱内80℃烘干，过筛，收集粒径在0.35～0.60mm范围内的微球b3。
[0084]
氯甲基化：在500ml的三口烧瓶内，加入40克微球b3和250ml氯甲醚，室温静置3小时，开始搅拌，加入10克氯化锌为催化剂，升温至60℃反应10小时，氯甲基化结束后冷却至室温，滤出氯化母液，用甲醇反复洗涤，在100℃下烘干8小时，得到氯球b3。
[0085]
在500ml三口瓶中加入30克氯球b3(氯含量为3.5mmol cl/g)、三丁胺(105.0mmol)与200ml n,n-二甲基甲酰胺，在60℃下反应24小时，冷却至室温，过滤，依次用乙酸乙酯、0.1mol/l的hcl、去离子水、甲醇洗涤，然后真空60℃烘12小时得到季铵微球b3。
[0086]
在1000ml三口烧瓶中，加入30克季铵微球b3，500ml浓度为0.1mol/l的nahco
3
的去离子水溶液在室温下搅拌进行离子交换反应24小时；随后用去离子水洗涤直至洗液ph＝7，真空干燥后得到离子交换树脂催化剂，记为cat-b3，结构式如下：
[0087]
【对比例4】离子交换树脂催化剂制备(不含纳粹材料)
[0088]
在500毫升三口烧瓶内加入50.0克苯乙烯，2.6克二乙烯基苯和1.6克过氧化苯甲酰引发剂，加入已溶解有2.0克明胶的260毫升去离子水溶液，逐渐升温，于60℃下搅拌反应2.0小时。同时逐步升温至80℃，反应5小时；再升温到90℃，反应5小时，最后升温至98℃，反
应6小时。反应结束后，倾倒出上层液体，用85℃热水洗涤，再用冷水洗涤，然后过滤，放入烘箱内80℃烘干，过筛，收集粒径在0.35～0.60mm范围内的微球b4。
[0089]
氯甲基化：在500ml的三口烧瓶内，加入40克微球b4和250ml氯甲醚，室温静置3小时，开始搅拌，加入10克氯化锌为催化剂，升温至60℃反应10小时，氯甲基化结束后冷却至室温，滤出氯化母液，用甲醇反复洗涤，在100℃下烘干8小时，得到氯球b4。
[0090]
在500ml三口瓶中加入30克氯球b4(氯含量为3.5mmol cl/g)、三甲胺(105.0mmol)与200ml n,n-二甲基甲酰胺，在60℃下反应24小时，冷却至室温，过滤，依次用乙酸乙酯、0.1mol/l的hcl、去离子水、甲醇洗涤，然后真空60℃烘12小时得到季铵微球b4。
[0091]
在1000ml三口烧瓶中，加入30克季铵微球b4，500ml浓度为0.1mol/l的nahco
3
的去离子水溶液在室温下搅拌进行离子交换反应24小时；随后用去离子水洗涤直至洗液ph＝7，真空干燥后得到离子交换树脂催化剂，记为cat-b4，结构式如下：
[0092][0093]
【实施例5】催化应用
[0094]
将【实施例1】制备的离子交换树脂催化剂用于去离子水与环氧烷烃催化水合反应：在固定床反应器中装入制备的催化剂cat-a1，考察其催化性能。条件如下：保护气为高纯氮气，压力为1.2mpa，水与环氧乙烷的摩尔比为10：1，液体空速为3.0h-1
，取样进行转化率和选择性的测定。在90度条件下，环氧乙烷转化率c
eo
保持在99.2％以上，乙二醇的选择性s
ec
保持在97.5％。
[0095]
【实施例6-8】催化应用
[0096]
改变水合反应的温度，其余反应条件皆与【实施例5】相同，进行环氧乙烷和去离子水的催化水合反应，得到的反应结果见表1。
[0097]
表1
[0098]
实施例催化剂摩尔比温度/℃空速/h-1
压力/mpac
eo
,％s
ec
,％6cat-a110：1803.01.281.197.97cat-a110：1753.01.276.598.38cat-a110：1703.01.268.798.4
[0099]
【实施例9-15】催化应用
[0100]
将【实施例2-8】制备的离子交换树脂催化剂用于去离子水与环氧烷烃催化水合反应：在固定床反应器中装入制备的催化剂，考察其催化性能。条件如下：保护气为高纯氮气，压力为1.2mpa，水与环氧乙烷的摩尔比为10：1，液体空速为3.0h-1
，取样进行转化率和选择性的测定，得到的反应结果见表2。
[0101]
表2
[0102]
实施例催化剂摩尔比温度/℃空速/h-1压力/mpaceo,％sec,％9cat-a210：1903.01.299.497.410cat-a310：1903.01.299.197.311cat-a410：1903.01.299.297.4
12cat-b110：1903.01.295.396.313cat-b210：1903.01.295.696.114cat-b310：1903.01.295.396.515cat-b410：1903.01.295.596.0
[0103]
其中：
[0104]
催化剂cat-b1催化环氧乙烷水合反应时，初期环氧乙烷转化率c
eo
为95.3％，，乙二醇的选择性s
ec
为96.3％。200小时后，系统因树脂的溶胀，系统压力逐渐上升，反应器堵塞，停止反应。
[0105]
催化剂cat-b2催化环氧乙烷水合反应时，初期环氧乙烷转化率c
eo
为95.6％，，乙二醇的选择性s
ec
为96.1％。300小时后，环氧乙烷转化率c
eo
下降明显，为90.8％，，乙二醇的选择性s
ec
为94.1％。同时系统因树脂的溶胀，系统压力逐渐上升，反应器堵塞，停止反应。
[0106]
催化剂cat-b3催化环氧乙烷水合反应时，初期环氧乙烷转化率c
eo
为95.3％，，乙二醇的选择性s
ec
为96.5％。400小时后，环氧乙烷转化率c
eo
下降为89.8％，，乙二醇的选择性s
ec
为93.2％。同时系统因树脂的溶胀，系统压力逐渐上升，反应器堵塞，停止反应。
[0107]
催化剂cat-b4催化环氧乙烷水合反应时，初期环氧乙烷转化率c
eo
为95.5％，，乙二醇的选择性s
ec
为96.0％。300小时后，环氧乙烷转化率c
eo
下降为85.8％，，乙二醇的选择性s
ec
为95.2％。同时系统因树脂的溶胀，系统压力逐渐上升，反应器堵塞，停止反应。
[0108]
【实施例16】催化应用
[0109]
将【实施例3】制备的离子交换树脂催化剂用于去离子水与环氧烷烃催化水合反应：在固定床反应器中装入制备的催化剂cat-a3，考察其长期使用性能。条件如下：保护气为高纯氮气，反应温度为90℃，压力为1.2mpa，水与环氧乙烷的摩尔比为10：1，液体空速为3.0h-1
，每隔4小时取样进行转化率和选择性的测定。在2000小时的寿命试验中，环氧乙烷转化率c
eo
保持在98.9％以上，乙二醇的选择性s
ec
保持在97.0％以上。
[0110]
【实施例17-19】催化应用
[0111]
改变水合反应的摩尔比，其余反应条件皆与【实施例5】相同，进行环氧乙烷和去离子水的催化水合反应，得到的反应结果见表3。
[0112]
表3
[0113]
实施例催化剂摩尔比温度/℃空速/h-1压力/mpaceo,％sec,％17cat-a320：1903.01.299.897.918cat-a38：1903.01.297.598.319cat-a35：1903.01.291.798.4

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