高比表面MOFs催化剂的制备及其催化性能研究

发布时间：2017-12-21 23:29

  本文关键词：高比表面MOFs催化剂的制备及其催化性能研究　出处：《北京化工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：有机反应在工业中占有重要地位,能够合成种类多样的中间体及终产物,其中Friedel-Crafts酰基化反应、Diels-Alder反应和O-乙酰化反应是众多学者研究的热点,近几年,金属有机骨架材料出现并应用于有机反应为催化剂的研究提供了更为广阔的空间。本课题中选用的MIL-53(Fe)是MILs系列材料的典型代表,其呼吸结构单元优势在于能够根据溶剂和反应物等外部条件改变自身的孔容积,因此对其结构和应用的研究有很大意义,与此同时Cu-BDC材料已发现多年,其结构稳定性能够很好地满足催化反应的要求。采用水热法分别合成了MIL-53(Fe)、不同包覆含量的MIL-53(Fe)@-SiO2@Fe3O4和Cu-BDC@y-Al2O3三种复合材料,并对三种材料进行X射线粉末衍射、红外、TEM和SEM的表征,分别确定了三种材料的性能,进而通过实验分别探究了三种材料对Friedel-Crafts酰基化、Diels-Alder和O-乙酰化反应的催化效果。MIL-53(Fe)催化苯甲酰氯和对二甲苯的Friedel-Crafts酰基化中,反应在无溶剂温度为130℃的条件下进行,催化剂含量为苯甲酰氯质量12%时,当反应物chloride为5：1时,反应lh,苯甲酰氯的转化率为79.25%,同样的条件下,催化剂重复使用五次,转化率为65.23%,表现出了良好的催化性能。NIL-53(Fe)@SiO2@Fe3O4催化剂用于催化丙烯酸甲酯和月桂烯的Diels-Alder反应时,催化剂在无溶剂条件下于100℃的油浴中反应,当反应物acrylate比例为1：1.1时,使用0.05g 55.95%MIL-53(Fe)@SiO2@Fe3O4催化剂反应5h,月桂烯的转化率能够达到72.15%,而对位产物柑菁酸甲酯的选择性为64.33%,所试四种溶剂对反应转化率并无明显提高,因此在实验室条件下探索了最佳的催化反应条件,并且纯MIL-53(Fe)的稳定性在包覆磁核上有了很大的提高,在反应后用磁铁能够方便快捷的从反应混合物中分离。Cu-BDC@y-A12O3材料用于催化苯甲醇和乙酸酐的O-乙酰化反应,无溶剂条件下,31.67%Cu-BDC@y-Al2O3催化剂使用量为苯甲醇质量的15%时,反应温度80℃,反应物比例nacetic anhydride:nbenzyl alcohol为3：1,反应3h苯甲醇的转化率为80.09%,重复使用5次后催化效果依然很好。
【学位授予单位】：北京化工大学
【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：1317572