多金属氧酸盐的设计合成及其催化氧化的性质研究

发布时间：2017-12-05 20:07

  本文关键词：多金属氧酸盐的设计合成及其催化氧化的性质研究

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【摘要】：多金属氧酸盐(Polyoxometalates, POMs)是一类金属氧簇化合物,表现出类似金属氧化物的特性,被广泛的应用在有机物氧化合成、光或空气降解水中污染物等领域研究中。近年来寻找高效、高选择性的POMs氧化型催化剂,使其应用于活化分子氧或过氧化氢实现有机物的氧化转化是人们研究的一个重要领域。本论文通过设计控制合成具有强氧化还原性能的POMs化合物,并将其应用于生物质如淀粉的氧化及空气氧化脱硫反应中,对于多金属氧酸盐生物质氧化转化及利用廉价氧化剂02氧化脱硫有一定的推进作用。开展如下研究：1、合成具有氧化性的(NH4)5H6PV8Mo4O40(NPVMo)化合物。并对其进行了IR、XRD、31PNMR等表征。利用NPVMo为催化剂,研究了对淀粉催化氧化反应活性,通过调控催化剂的用量、反应时间、反应温度、水的用量和过氧化氢的用量对淀粉氧化的影响来确定反应最佳条件。研究结果如下：淀粉1 g,70℃,2.5mL(30%)过氧化氢,1.0 mL水,0.1 mL (0.0001 wt%)催化剂,反应10h,可制备含羧酸含量高达0.648 molCOOH/100g的氧化淀粉,且催化剂可以重复使用。2、利用离子液体为前驱体与多金属氧酸盐结合,合成一系列新型催化剂[(CH3)3NCH2CH2ON]xNa5-xIMo6O24(ChxNa5-xIMo6O24 x=1-5)。通过IR、UV-vis、XPS等表征应确定催化剂的结构,并实现在氧气条件下苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的催化氧化。通过调控反应时间、温度、催化剂用量确定反应最佳条件,结果表明,在催化氧化脱硫反应中,在0.1mmol Ch5IMo6O24催化剂,100℃,8小时的条件下各物质的转化率接近100%,同时探究了催化剂在反应过程中的反应机理。发现由于引入胆碱离子使得催化剂表现良好的富集底物促进催化反应进行的作用,同时多金属氧酸盐阴离子可以活化分子氧,两者的协同作用使得Ch5IMo6O24表现较高的氧化脱硫活性。3、设计合成具有活化分子氧的功能型的二氧化铈固载多金属氧酸盐催化剂NPVMo@CeO2。通过IR、BET、XRD、XPS等表征确定催化剂的组成与结构,调控反应时间、温度、催化剂用量确定反应最佳条件：200 mg的NPVMo@CeO2-9.3加入含有500 ppm 4.6-DMDBT、DBT和BT 6mL的十氢萘溶液中,在100℃下反应6 h,其中,BT的转化率可达92%；DBT和4,6-DMDBT的转化率接近100%。实验证明。NPVMo@CeO2-9.3具有较高的催化活性且反应后的催化剂可回收并重复使用。
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36

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本文编号：1256010