当前位置:主页 > 科技论文 > 材料论文 >

磁性纳米催化剂的制备及催化氧化合成葡醛酸的研究

发布时间:2018-01-19 20:43

  本文关键词: 四氧化三铁 催化剂 对硝基苯酚 葡甲苷 出处:《武汉工程大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:磁性纳米催化剂由于其具有高催化活性和方便的磁性回收的特性,在光催化、有机合成催化和废水处理方面表现出了传统催化剂无法相比的优势。其中合成简单、磁性强的四氧化三铁通常被作为催化剂载体的核心,再通过表面包覆方法即可得到分散均匀、比表面积大且具有磁性的复合纳米材料,因而磁性纳米催化剂得到了广泛研究。本论文以共沉淀法合成了四氧化三铁,并通过二氧化硅包覆得到稳定、分散性好的Fe_3O_4@SiO_2载体,再通过表面修饰和接枝的方法得到磁性纳米载体,负载活性中心钯后,进一步用聚乙稀吡咯烷酮(PVP)固定活性中心经还原得到催化剂,或通过接枝后和锰离子配位得到配合物催化剂。对各步产物用红外、紫外、热重(TGA)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线电子能谱(XPS)进行了结构表征。分别考察了钯催化剂对对硝基苯酚(4-NP)的还原性能及重复利用的使用性能,同时研究了这些催化剂对于α-D-甲基葡萄糖苷(葡甲苷)的氧化性能。主要研究工作如下:1.合成了具有核壳结构的Fe_3O_4@SiO_2及包覆介孔结构二氧化硅的Fe_3O_4@mp-SiO_2,再通过浸渍Pd(NH3)4Cl2负载活性钯,包覆PVP还原后得到催化剂Fe_3O_4@SiO_2-Pd和Fe_3O_4@mp-SiO_2-Pd。催化剂在硼氢化钠作为还原剂作用下对4-NP具有良好催化效果,两个催化剂对于4-NP的还原的速率常数分别为K1=0.641 min-1,K2=0.591 min-1,且两个催化剂重复利用5次仍具有较好的活性,转化率均高于86%。两个催化剂催化在四倍当量的双氧水及pH=7-8条件下氧化葡甲苷得到葡醛酸的收率分别为39.8%和50.2%。2.利用γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷对Fe_3O_4@SiO_2的表面改性,再分别以Na2[PdCl4]和PdCl2为钯源负载活性中心,包覆PVP后还原得到催化剂Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-Pd和Fe_3O_4@SiO_2-SH-Pd。研究了他们对4-NP的催化还原性能,催化反应速率常数分别为K1=0.435 min-1,K2=0.514 min-1,且催化剂循环利用5次后催化活性无明显降低。催化剂在相同条件下对于葡醛酸的收率分别为24.1%和33.71%。3.用2,4-二羧基苯甲醛与乙二胺反应(摩尔比2:1)得到双席夫碱化合物,然后利用硼氢化钠还原得到含酚羟基及多氮的配体(L1);另外,利用γ-氯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基硅烷偶联剂修饰Fe_3O_4@SiO_2表面,再分别利用Williamson合成和酰化反应与配体L1或EDTA接枝,最后与锰配位得到催化剂Fe_3O_4@SiO_2-Cl-L1-Mn和Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-EDTA-Mn。测试了催化剂对于葡甲苷的催化氧化性能,对应的葡醛酸的收率分别为25.2%和35.4%。
[Abstract]:Magnetic nanocatalysts have high catalytic activity and convenient magnetic recovery properties in photocatalysis. Organic synthesis catalysis and wastewater treatment show advantages that can not be compared with traditional catalysts. Iron trioxide, which is a simple and magnetic catalyst, is usually used as the core of catalyst carrier. Then the composite nanomaterials with uniform dispersion, large specific surface area and magnetic properties can be obtained by surface coating method. Therefore, magnetic nanocatalysts have been extensively studied. In this thesis, ferric oxide has been synthesized by co-precipitation method. The stable and dispersible Fe_3O_4@SiO_2 carrier was obtained by the coating of silica, and then the magnetic nano-carrier was obtained by surface modification and grafting method, and the active center palladium was loaded. The catalyst was further fixed with polyvinyl pyrrolidone (PVP) and the catalyst was obtained by reduction, or by coordination with manganese ion after grafting. The products of each step were obtained by IR and UV. TGA, TGA, TEM (TEM). The structure of p-nitrophenol 4-NPs was characterized by X-ray diffraction (XRD) and X-ray electron spectroscopy (XPS). The reduction performance and reuse performance of palladium catalyst for p-nitrophenol 4-NPs were investigated. The effects of these catalysts on 伪 -Dmethylglucoside (glucoside) were also studied. The main research work is as follows: 1. Fe_3O_4@SiO_2 with core-shell structure and Fe_3O_4@mp-SiO_2 coated with mesoporous silica have been synthesized. Then the active palladium was impregnated with Pd(NH3)4Cl2. After reduction with PVP, the catalyst Fe_3O_4@SiO_2-Pd and FeSZ _ 3O _ 4O _ 4s _ p _ p _ p _ 2-Pd _ 2-Pd were obtained. The reaction of catalyst with sodium borohydride as reducing agent for 4-N was carried out. P has good catalytic effect. The rate constants of the reduction of 4-NP on the two catalysts were 0.641 min-1 ~ (-1) min ~ (-1) K _ (2) O _ (0.591 min-1), respectively. The two catalysts still have good activity for 5 times. The yield of glucuronic acid was 39.8% and 50.2% respectively under the condition of four times equivalent hydrogen peroxide and pH=7-8. Surface modification of Fe_3O_4@SiO_2 by aminopropyl trimethoxy silane and 纬 -mercapto trimethoxy silane. And then separate the Na2. [PdCl4] and PdCl2 are palladium source loaded active centers. The catalytic reduction of 4-NP by PVP was studied. The catalytic reduction of 4-NP was carried out by using the catalyst Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-Pd and FeSs _ 3O _ 4os _ 4O _ 2O _ 2-SH-Pd.The catalytic reduction of 4-NP was studied. Performance. The rate constants of catalytic reaction were 0.435 min-1 ~ (-1) K _ (2N) 0.514 min-1, respectively. Under the same conditions, the yields of the catalyst for glucuronic acid were 24.1% and 33.71 respectively. BIS Schiff base compounds were obtained by the reaction of 4-dicarboxybenzaldehyde with ethylenediamine (molar ratio 2: 1). In addition, 纬-chloropropyl trimethoxy silane and 纬-aminopropyl silane coupling agent were used to modify the surface of Fe_3O_4@SiO_2. The ligands L1 or EDTA were grafted by Williamson synthesis and acylation respectively. Finally, the catalyst Fe_3O_4@SiO_2-Cl-L1-Mn and Feal _ 3O _ 4O _ 4s _ s _ 2O _ 2-NH _ 2-S _ 2-EDTA-Mn. were obtained by coordination with manganese. The catalyst for Portugal was tested. Catalytic oxidation of glucoside. The yields of uronic acid were 25.2% and 35.4, respectively.
【学位授予单位】:武汉工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O643.36;TB383.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李敏;崔\~;;纳米催化剂研究进展[J];材料导报;2006年S1期

2 张忠模;;稀土纳米催化剂将实现产业化[J];功能材料信息;2008年02期

3 郭祖鹏;郭莉;师存杰;焉海波;;磁性纳米催化剂的研究进展[J];精细化工中间体;2011年04期

4 黄寅斌;杨良嵘;邢慧芳;李鹏飞;李文松;刘会洲;;磁性贵金属纳米催化剂[J];化学通报;2011年12期

5 刘宇良;;纳米催化剂的研究进展[J];广州化工;2012年06期

6 张富捐;纳米催化剂研究进展[J];许昌学院学报;2004年05期

7 李升伟;;黄金的应用推进绿色化学工业——纳米催化剂在工业过程中替代毒性化学物[J];世界科学;2006年01期

8 ;新型纳米催化剂[J];电子科技;2007年01期

9 胡福田;;微乳技术制备纳米催化剂的研究进展[J];广东化工;2007年12期

10 程方益;陈军;;可充锂空气电池多孔纳米催化剂[J];化学学报;2013年04期

相关会议论文 前10条

1 姜艳霞;张斌伟;廖洪刚;陈明晖;孙世刚;;金和铂纳米催化剂的控制合成及其电催化性能[A];第十二届固态化学与无机合成学术会议论文摘要集[C];2012年

2 明军;赵凤玉;;超临界二氧化碳中纳米催化剂的形成过程及机理研究[A];第九届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2012年

3 陈蓉;韩杰;郭荣;;金/导电高分子蛋黄/蛋壳结构纳米催化剂的合成及催化性能研究[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会:表面界面与纳米结构材料[C];2013年

4 鲁宋;王明贵;韩杰;郭荣;;磁性聚苯胺负载纳米催化剂的合成及性能研究[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会:表面界面与纳米结构材料[C];2013年

5 张成明;崔新江;邓友全;石峰;;氯离子调控的高性能纳米催化剂可控制备研究[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年

6 陆安慧;;炭基纳米催化剂的设计合成[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第34分会:纳米催化[C];2014年

7 王杰;王帅;万颖;;限域纳米催化剂热稳定性的研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第34分会:纳米催化[C];2014年

8 周小春;Peng Chen;;单分子检测技术在纳米催化剂的大规模并行筛选中的应用研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第32分会:纳米表征与检测技术[C];2014年

9 曹建亮;袁忠勇;;用于催化一氧化碳低温氧化的氧化铜基多孔纳米催化剂体系[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年

10 胡守天;赵惠忠;李平和;李成香;汪厚植;;Ce-O-Co/ZrO_2纳米催化剂的结构及催化氧化CH_4性能的研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年

相关重要报纸文章 前9条

1 江战;新型纳米催化剂研制成功[N];中国有色金属报;2002年

2 闫明星 王群 记者 姜雪松;纳米催化剂“水中取氢”[N];哈尔滨日报;2010年

3 林世雄邋本报记者 通讯员 李静;纳米催化剂合成的重大突破者[N];福建日报;2008年

4 丛林;纤维素水解技术取得新进展[N];中国化工报;2011年

5 记者 刘霞;新纳米催化剂能在可见光下快速分解水[N];科技日报;2013年

6 钟科;中科院三元催化转换器系统技术通过鉴定[N];中国有色金属报;2006年

7 特约记者 呼跃军;清华大学与包头联合研发稀土材料[N];中国化工报;2005年

8 兰花;非石化原料合成1,2—丙二醇路线诞生[N];中国化工报;2009年

9 玲玲;非石化原料合成1,2—丙二醇路线问世[N];医药经济报;2009年

相关博士学位论文 前10条

1 张东慧;金属—铁酸盐复合磁性纳米催化剂的制备及催化性能研究[D];吉林大学;2010年

2 徐贻成;具有温控相分离功能的铑纳米催化剂及其应用[D];大连理工大学;2013年

3 刘鸿飞;磁性纳米催化剂的合成及其催化性能研究[D];北京化工大学;2013年

4 滕飞;纳米催化剂的微乳法制备及其表征[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年

5 唐林;负载型的金属纳米催化剂在醇参与的氧化反应中的应用[D];中国科学技术大学;2015年

6 陈日志;纳米催化无机膜集成技术的研究与应用[D];南京工业大学;2004年

7 曾艳;以含聚醚链季铵盐型离子液体为稳定剂的过渡金属纳米催化剂制备及应用[D];大连理工大学;2012年

8 田丹碧;负载型纳米催化剂KF/Al_2O_3的制备及其应用研究[D];南京工业大学;2004年

9 王晔;天然DNA负载的金属纳米催化剂:制备,表征及其催化性能研究[D];中国科学技术大学;2011年

10 解雅玲;基于C(Ni)纳米催化剂的设计合成及其催化加氢性能[D];大连理工大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘佳;含聚醚链季铵盐型离子液体稳定的铑及钯/铑双金属纳米催化剂的制备及应用[D];大连理工大学;2011年

2 王军;新型化学贮氢材料分解制氢纳米催化剂的合成及性能研究[D];江南大学;2012年

3 潘洪;新型纳米催化剂的制备及其催化的酯和磷酸酯的水解反应[D];天津大学;2009年

4 王建新;纳米催化剂的制备和使用性能研究[D];吉林大学;2012年

5 王珊珊;催化还原脱硫用纳米催化剂的制备方法及其特性研究[D];华中科技大学;2009年

6 孙芳;银纳米催化剂的制备及其电催化性能研究[D];北京化工大学;2014年

7 许茜;新型低维纳米催化剂的高分辨电子显微表征[D];南京大学;2015年

8 蒋玉娇;贵金属纳米催化剂的仿生调控制备及水相催化性能研究[D];天津科技大学;2014年

9 陈志俊;可实现铑纳米催化剂温控相转移功能的水/有机两相体系及其应用[D];大连理工大学;2011年

10 朱晓航;磁性核壳纳米催化剂的制备及其在有机反应中的应用[D];兰州大学;2014年



本文编号:1445478

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1445478.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户ed89c***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com