作为离子液体的一个新的分支,聚合离子液体在结构和性质等方面具有特殊性,其作为多功能材料在吸附分离、材料科学、电化学和催化剂等领域都得到了广泛的应用。聚离子液体具有离子液体固有的低蒸气压、较高热力学稳定性,具有较高的比表面积和大小合适孔径,同时兼具聚合物稳定性好、易改性、易分离的优点,其存在形式多为固体或凝胶。通过引入酸性基团合成聚合酸性离子液体,将聚合离子液体的特性与酸结合,可大幅降低离子液体的使用量,提高其利用率,极其有利于含有大分子的酸催化反应。二芳基乙烷(PXE)是生产压敏复写纸显色剂的优良溶剂,主要通过邻二甲苯和苯乙烯的烷基化反应获得。本论文通过自由基聚合与离子交换相结合的方法,制备了一系列聚合酸性离子液体。考察了合成溶剂、引发剂加入量、强酸类型、离子液体加入量以及阳离子链长等不同合成条件对聚合酸性离子液体的结构影响,并考察其在邻二甲苯和苯乙烯制备二芳基乙烷(PXE)的烷基化反应中的催化性能。首先以1-乙烯基咪唑,N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂作为单体,正溴己烷进行烷基取代、三氟甲磺酸离子交换后制备得到聚合酸性离子液体。考察了合成溶剂对催化剂结构和性能的影响,探究邻二甲苯与苯乙烯烷基化反应的最适催化剂加入量和反应温度。结果表明:溶剂的极性影响单体的溶解性,其中以DMF作为溶剂制备的MPM-C6V-SO3CF3-IL(DMF)呈现网状介大孔结构,具有较大的比表面积(103.83 m2·g-1),较大的孔体积(0.72 cm3·g-1),具有较多的酸量且其活性位分布在网格的骨架上。最优催化条件为:反应时间3 h、反应温度120℃、催化剂加入量0.17 g(占总投料比0.5 wt%)、原料苯烯质量比为7.5:1,最终得到苯乙烯转化率接近100%,PXE产率高达99%以上。确定合适的反应条件后,探究其他制备条件对聚合酸性离子液体的影响。以1-乙烯基咪唑、N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂作为单体,通过1,3-丙磺酸内酯和不同强酸酸化引入磺酸基和酸根离子,考察了引发剂用量、强酸种类对催化剂结构和催化性能的影响。结果表明:引发剂加入量影响聚合程度,过少致使聚合反应进行不完全,孔径分布不均;过多容易引起爆聚导致孔道堵塞,最适引发剂加入量为总投料的3 wt%,形成均匀的网状介大孔结构,具有较大的比表面积和孔容,较稳定的孔道结构。强酸酸化目的是进行离子交换,引入酸性基团磺酸基。其中以三氟甲磺酸酸化时,分子中氟原子的强烈电负性带来了场效应和诱导作用,由此磺酸呈现出强酸性,具有较多的酸量,样品MPM-SO3H-[C3V][SO3CF3]在PXE产率和苯乙烯转化率方面表现出最佳的催化性能。考虑到前两种催化剂因为存在酰胺键,热稳定性欠佳,采用二乙烯基苯作为交联剂,加入1-乙烯基咪唑,同时引入离子液体1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐,在不同链长的正溴烷烃作用下烃基取代,三氟甲磺酸酸化合成二元和三元聚合酸性离子液体。比较二元和三元聚合酸性离子液体的区别,并考察了离子液体加入量、阳离子链长度对三元聚合酸性离子液体的影响。结果表明:三元聚合酸性离子液体具有清晰的海绵状多孔结构,在原料摩尔比D:V:[VBIM][Br]=2:1:1条件下,具有更稳定的介大孔结构、更大的比表面积、更多的酸性基团、更多的活性位。阳离子链长影响聚合离子液体的交联孔径,合适的烷烃链长度,有利于大孔结构的形成,增长阳离子链,孔径缩小,但是阳离子链过长会使交联聚合程度过高而导致孔道堵塞,因此最适阳离子链长为C4。表明离子液体加入量和烷基链长度共同决定聚合程度,介大孔结合的孔径结构更有利于烷基化反应进行。综上所述,采用自由基聚合与离子交换结合的方法合成聚合酸性离子液体,具有网状或是海绵状的介大孔结构,同时具有较高的比表面积和孔容、较多的酸量,这些优点均有益于聚合酸性离子液体作为催化剂应用于邻二甲苯和苯乙烯制备PXE的烷基化反应。