【摘要】：多酸(Heteropoly acids,HPAs)由于其独特的结构特点和优异的性能,已经成为无机化学领域研究的热点之一。多酸化合物(包括多酸和多酸盐)具有强酸性和氧化性,在反应中兼具均相和非均相催化的特点,广泛应用于各类有机反应催化当中,如:酯化、醚化、酰基化、烷基化、聚合反应、水合 脱水等反应中。多酸作为催化剂呈现出腐蚀性小,活性高等优点。但由于多酸的比表面积较小,催化活性不能够充分发挥,另外由于多酸易溶于水及有机溶剂,使多酸在反应结束后难以与反应物分离,不能回收和重复利用等缺陷,限制了其在催化方面的应用。因此如何将多酸有效的负载,成为多酸催化剂研究的热门领域。一些比表面积大的多孔性物质,比如SiO_2、ZrO_2、活性炭、沸石常被用来固载多酸。但这些固载物与多酸之间作用力较弱,稳定性相对较差。瓜环(Cucurbit[n]urils,Q[n])是一类新型的大环笼状主体化合物,其端口羰基带有负电荷,能与金属离子或带正电荷基团进行偶极作用,疏水性空腔能够包结有机小分子等客体,形成瓜环的主客体化学;瓜环外壁次甲基和亚甲基带有正电荷,能与阴离子或带正电荷基团形成瓜环的“外壁作用”。本文利用瓜环与多酸的外壁作用,选择三种Keggin型杂多酸(HPAs):磷钼酸(PMo12)、磷钨酸(PW_(12))、硅钨酸(SiW_(12))与无取代基普通瓜环(Q[n])进行自组装作用,形成系列Q[n] HPAs超分子自组装体,该类自组装体不溶于水、酸性介质以及有机溶剂,是一类新型的固载多酸新材料。本文对该类自组装体的制备、表征及功能性质进行了初步考察,具体研究工作如下:一、使用两种普通瓜环六元瓜环(Q[6])、八元瓜环(Q[8])分别与三种Keggin型杂多酸:（1）磷钼酸(H_3PMo_(12)O_(40)·xH_2O,PMo_(12))、磷钨酸(H_3O_40PW_(12)·xH_2O,PW_(12))、硅钨酸(H_4[SiO_4(W_3O_9)_4]·xH_2O,Si W_(12))制备得到系列Q[n] HPAs超分子自组装体,并利用红外光谱、X 射线粉末衍射、扫描电镜、能谱、元素分析等现代分析方法对其进行了表征。实验结果表明Q[n] HPAs自组装体中,瓜环与多酸仍保留原有的结构和性质,即通过瓜环 多酸的自组装作用,实现了对多酸的固载。该类自组装体制备简单、性质稳定,不溶于水、酸性介质以及有机溶剂等,具有多孔结构特征,是一类新型的固载多酸新材料。二、利用Q[6]、Q[8]分别与PMo_(12)、PW_(12)、SiW_(12)的自组装相互作用,得到了六种Q[n] HPAs自组装体。将该类自组装体作为催化剂,在温度为90℃,冰乙酸0.125 mol时,应用于乙酸乙酯合成实验,结果表明:（1）Q[6] HPAs自组装体对乙酸乙酯的催化产率均在70%以上,Q[8] HPAs的催化产率在63%左右;（2）Q[n] HPAs催化剂具有性质稳定、易于回收,且回收率和重复利用率高等特点。三、利用瓜环易与稀土离子进行端口作用的特点,对五元瓜环(Q[5])与钼酸铵[(NH_4)_6Mo_7O_(24),N_6Mo_7]形成的超分子自组装体(Q[5] N_6Mo_7)对稀土金属离子(Ln~(3+))的捕集与回收性能进行了初步考察。实验结果表明:Q[5] N_6Mo_7自组装体可以对溶液中稀土离子进行捕集,形成Q[5] Ln~(3+) N_6Mo_7自组装体,在pH=8~12的氨水溶液中,该自组装体中的Ln~(3+)离子发生水解而与自组装体分离,可实现对Ln~(3+)离子的回收。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O643.36
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 安文佳;许林;;三缺位Keggin型磷钨杂多酸盐高选择性催化氧化环己烯[J];高等学校化学学报;2011年03期
2 刘勇晶;郭延红;高彩虹;赵海燕;;磷钨酸催化反应精馏合成乙酸乙酯的研究[J];化学与生物工程;2011年02期
3 Hanumant Gurav;Vijay V.Bokade;;Synthesis of ethyl acetate by esterification of acetic acid with ethanol over a heteropolyacid on montmorillonite K10[J];Journal of Natural Gas Chemistry;2010年02期
4 尹彦冰;朱杨青;孙季如;杨玉林;;磷钼钒杂多酸催化合成乙酸正丁酯的研究[J];化工时刊;2009年11期
5 郭虹;郭红永;李建霞;张婷;;磷钼钒杂多酸催化合成邻苯二甲酸二丁酯[J];沈阳化工学院学报;2009年02期
6 肖志友;张奇龙;张云黔;朱必学;;瓜环与含羟基功能基二胺包结配合物的晶体结构及相互作用的研究[J];有机化学;2008年12期
7 靳会杰;孙晓波;韩志慧;李燕红;雒廷亮;刘国际;;杂多酸H_6PMo_9V_3O_(40)催化合成乙酸乙酯[J];河南师范大学学报(自然科学版);2008年05期
8 郭麦平;王军;周华兰;任晓乾;;NaY沸石超笼中合成12-钼磷杂多酸[J];化学学报;2008年10期
9 高丽娟;杨勇;;硅钨酸催化合成乙酸乙酯[J];长春师范学院学报;2007年06期
10 梁建军;;多酸化学简史[J];大学化学;2007年01期
相关博士学位论文 前1条
1 刘静欣;瓜环及其配合物的合成、表征与性质研究[D];厦门大学;2007年
相关硕士学位论文 前2条
1 梁正云;瓜环与多酸自组装体的性质研究[D];贵州大学;2016年
2 陈凯;诱导的金属—瓜环有机框架化合物的设计、合成与表征[D];贵州大学;2011年
，
本文编号：
2474180
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/2474180.html
