功能化的氧化石墨烯材料的合成及其催化性能测试

发布时间：2017-03-22 00:14

  本文关键词：功能化的氧化石墨烯材料的合成及其催化性能测试，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：碳，可以说是人类最早接触到并加以利用的元素之一，在人类发展的历史中扮演着重要的角色。近年来，，随着新型材料成为科学研究的热点，碳材料也逐渐得到科研工作者的重视。从我们传统认识上的金刚石、石墨、无定形碳到二十多年前的富勒烯和碳纳米管，再到近几年的石墨烯，越来越多的新型碳材料进入了人们的视野，科学家们也在不断研究这些新型材料的性质并开发其应用潜能。尤其是2004年Andre K. Geim等人首次成功制备出可以独立存在的单层石墨烯后，石墨烯基材料在光学、电学、生物医学、储能、催化等诸多领域的应用得到了广泛的研究并取得了很好的成就。在本文中，我们主要探讨了功能化氧化石墨烯材料在催化方面的应用。 首先，我们将硅烷偶联剂KH550嫁接到氧化石墨烯表面，成功引入氨基基团，然后加入水杨醛，在一定条件下使其与氨基作用形成Salen配体，再络合二价钴离子合成Salen-Co配体。通过13C核磁、傅里叶红外、XPS等分析手段，我们可以确定Salen-Co配体成功地修饰到氧化石墨烯表面。该催化剂催化氧化环己烯的转化率与Salen-Co均相催化剂相近，且具有好分离、可重复利用等优点，有工业化应用的潜能。 其次，我们同样是先在氧化石墨烯表面引入氨基基团，再加入过量的碘甲烷或1,3-丙烷磺内酯使其形成季铵盐，最后用硫酸或三氟甲烷磺酸处理，合成不同阴阳离子的离子液体负载的氧化石墨烯，制备出四种多相催化剂，通过傅里叶红外和XPS等分析手段，我们可以确定离子液体成功地修饰到氧化石墨烯表面。该催化剂用于乳酸酯化反应，转化率优于硫酸催化剂，且可分离重复利用，也具有工业化应用的潜能。
【关键词】：氧化石墨烯 Salen-Co配体功能化 离子液体功能化 催化 环己烯氧化 乳酸的酯化
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 前言4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-30
• 1.1 石墨烯材料的简介12-20
• 1.1.1 石墨烯的发现12-13
• 1.1.2 石墨烯的结构与基本性质13-15
• 1.1.3 石墨烯的制备方法15-20
• 1.2 氧化石墨烯简介20-22
• 1.2.1 氧化石墨烯的结构与基本性质20
• 1.2.2 氧化石墨烯的制备方法20-22
• 1.3 功能化的石墨烯材料及其应用潜能简介22-25
• 1.4 本课题的选择目的、意义和主要成果25-27
• 1.4.1 本课题的选择目的和意义25-26
• 1.4.2 本课题的主要成果26-27
• 参考文献27-30
• 第二章 氧化石墨烯担载 Salen-Co 配体复合材料的合成及其对环己烯氧化反应的催化性能测试30-48
• 2.1 引言30-31
• 2.2 氧化石墨烯担载 Salen-Co 配体复合材料的合成与表征31-43
• 2.2.1 样品的合成与制备31-36
• 2.2.1.1 原料31-32
• 2.2.1.2 测试仪器和测试条件32-33
• 2.2.1.3 样品的合成33-36
• 2.2.2 结果与讨论36-43
• 2.2.2.1 X 射线粉末衍射(XRD)36
• 2.2.2.2 扫描电镜(SEM)36-38
• 2.2.2.3 ~(13)C NMR38-39
• 2.2.2.4 FT-IR39-40
• 2.2.2.5 N_2吸附40-42
• 2.2.2.6 Co2p XPS42-43
• 2.3 对环己烯氧化反应的催化性能测试43-45
• 2.3.1 实验部分43
• 2.3.2 催化结果43-45
• 2.4 本章小结45-46
• 参考文献46-48
• 第三章 氧化石墨烯担载离子液体催化剂的制备及其对乳酸酯化反应的催化性能测试48-65
• 3.1 引言48-51
• 3.2 氧化石墨烯担载离子液体催化剂的合成与表征51-59
• 3.2.1 样品的合成与制备51-54
• 3.2.1.1 原料51
• 3.2.1.2 样品的合成51-54
• 3.2.2 表征与讨论54-59
• 3.2.2.1 X 射线粉末衍射54-55
• 3.2.2.2 扫描电镜(SEM)55-56
• 3.2.2.3 傅里叶红外(FT-IR)56-58
• 3.2.2.4 XPS58-59
• 3.3 对乳酸酯化反应的催化性能测试59-62
• 3.3.1 实验部分59-60
• 3.3.2 催化结果60-62
• 3.4 本章小结62-63
• 参考文献63-65
• 作者简历65
• 攻读硕士学位期间发表论文65-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘文,刘强,郭灿城;钴卟啉对空气氧化环己烯合成环己烯酮的催化作用[J];化工学报;2004年09期

2 王争;赵淑惠;刘寿长;;环己烯下游产品的开发研究[J];精细化工中间体;2006年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 魏舒;新型高比表面积聚合物材料和石墨烯材料的合成与应用[D];吉林大学;2012年

  本文关键词：功能化的氧化石墨烯材料的合成及其催化性能测试，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：260565