Keggin型杂多酸（盐）催化剂的制备表征及其催化性能的研究

发布时间：2017-11-03 06:32

  本文关键词：Keggin型杂多酸（盐）催化剂的制备表征及其催化性能的研究

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【摘要】：杂多酸(盐)是一种兼具酸性和氧化还原性的双功能催化剂。较传统催化剂而言,它具有一定的内部结构、特异的假液相反应场、在极性溶剂中溶解度大等特点。在有机催化反应中,杂多酸(盐)显示出较高催化活性和选择性。由于其在反应中对设备的腐蚀性低、反应条件温和,因此,近年来受到广泛的关注。本文研究了Keggin型杂多酸的酸催化和杂多酸盐的催化氧化反应性能,主要的研究内容及结论如下:1.Keggin型四元杂多酸H6PV3MoxW9-x O40·nH2O的合成及表征合成了一系列具有Keggin型结构的四元杂多酸H6PV3MoxW9-x O40·nH2O(x=1,2,3,4,5),采用傅里叶变换红外光谱和X射线粉末衍射等方法表征了杂多酸的结构。2.Keggin型杂多酸H6PV3Mo W8O40/MCM-41催化合成乙酸苄酯采用浸渍法制备了负载型催化剂H6PV3Mo W8O40/MCM-41,并利用XRD,FTIR,BET等手段对负载型催化剂进行了表征;以合成乙酸苄酯为探针反应,考察了负载型催化剂H6PV3Mo W8O40/MCM-41的催化性能及循环使用性能。合成乙酸苄酯的较佳反应条件为:苯甲醇0.1 mol,n(乙酸):n(苯甲醇)=2.5,H6PV3Mo W8O40负载量50%,反应温度120℃,反应时间2.5 h,催化剂用量0.6 g。在此条件下,苯甲醇的转化率为95.33%,乙酸苄酯的选择性为94.48%;该催化剂循环使用4次后,苯甲醇转化率可达82%以上,乙酸苄酯的选择性可达94%以上。3.Keggin型磷钨酸铵铯盐催化氧化苯甲醛合成苯甲酸合成了一系列具有Keggin型结构的杂多酸盐Csx(NH4)2.5-x H0.5PW12O40(x=0.5,1,1.5,2),采用傅里叶变换红外光谱和X射线粉末衍射等分析方法表征了杂多酸盐的结构;以杂多酸盐Cs2(NH4)0.5H0.5PW12O40为催化剂,用w(H2O2)=30wt.%的双氧水氧化苯甲醛制备苯甲酸,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、H2O2用量等对苯甲醛氧化反应的影响。在优化条件下,即苯甲醛用量0.1 mol,反应温度80℃,反应时间4 h,催化剂用量0.6 g,n(H2O2):n(苯甲醛)为3.5:1,苯甲酸的平均收率达到65.25%。
【关键词】：负载 催化 杂多酸(盐) 酯化 氧化 乙酸苄酯 苯甲酸
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-28
• 1.1 引言12
• 1.2 杂多酸（盐）12-21
• 1.2.1 杂多酸（盐）的简介12-16
• 1.2.2 杂多酸（盐）的制备方法16-17
• 1.2.2.1 杂多酸的制备方法16
• 1.2.2.2 杂多酸盐的制备方法16-17
• 1.2.3 杂多酸（盐）的基本催化特性17-20
• 1.2.4 Keggin型杂多酸（盐）的光谱特征20-21
• 1.3 负载型杂多酸（盐）21-25
• 1.3.1 载体的作用21
• 1.3.2 杂多酸（盐）的负载原理21
• 1.3.3 负载型杂多酸（盐）的制备方法21-22
• 1.3.4 负载型杂多酸（盐）的载体22-25
• 1.4 Keggin型杂多酸（盐）的催化应用25-27
• 1.4.1 在酸催化反应中的应用25-26
• 1.4.2 在催化氧化反应中的应用26-27
• 1.5 选题意义与研究内容27-28
• 第2章 Keggin型四元杂多酸H_6PV_3Mo_xW_(9-x )O_(40)·nH_2O的合成及表征28-35
• 2.1 前言28-29
• 2.2 实验部分29-31
• 2.2.1 主要实验仪器与试剂29
• 2.2.2 Keggin型四元杂多酸H_6PV_3Mo_xW_(9-x )O_(40)·nH_2O的合成29-30
• 2.2.3 Keggin型四元杂多酸H_6PV_3Mo_xW_(9-x )O_(40)·nH_2O的结构表征30-31
• 2.3 结果与讨论31-34
• 2.3.1 Keggin型四元杂多酸H_6PV_3Mo_xW_(9-x )O_(40)·nH_2O的FTIR分析31-33
• 2.3.2 Keggin型四元杂多酸H_6PV_3Mo_xW_(9-x )O_(40)·nH_2O的XRD分析33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 负载型催化剂H_6PV_3MoW_8O_(40)/MCM-41的制备及其催化合成乙酸苄酯35-48
• 3.1 前言35-36
• 3.2 实验部分36-39
• 3.2.1 主要实验仪器与试剂36-37
• 3.2.2 催化剂的制备37-38
• 3.2.3 催化剂的表征38
• 3.2.4 乙酸苄酯的合成38-39
• 3.3 结果与讨论39-47
• 3.3.1 催化剂的表征结果39-41
• 3.3.2 不同催化剂的性能比较41-42
• 3.3.3 反应条件的优化42-45
• 3.3.4 催化剂的循环使用性能45-46
• 3.3.5 可能的反应机理46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第4章 Keggin型磷钨酸铵铯盐的制备及其催化氧化苯甲醛合成苯甲酸48-59
• 4.1 前言48
• 4.2 实验部分48-51
• 4.2.1 主要实验仪器与试剂48-49
• 4.2.2 催化剂的制备49
• 4.2.3 催化剂的表征49-50
• 4.2.4 反应产物的表征50
• 4.2.5 苯甲醛的氧化反应50
• 4.2.6 苯甲酸制备的工艺路线50-51
• 4.3 结果与讨论51-58
• 4.3.1 催化剂的表征结果51-53
• 4.3.2 反应产物的表征结果53-54
• 4.3.3 不同催化剂的性能比较54
• 4.3.4 反应条件对氧化反应的影响54-57
• 4.3.5 优化反应条件的验证实验57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-67
• 致谢67-68
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录68

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本文编号：1135074