磷钨杂多酸盐催化剂的制备及性能的研究

发布时间：2017-05-04 02:08

  本文关键词：磷钨杂多酸盐催化剂的制备及性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 杂多酸是一类含氧桥的多核无机高分子化合物,是由中心原子(P、Si.As、Ge等)和配位原子(如Mo、V、W等)以一定结构通过氧原子配位桥联而成的含氧多元酸总称。按其阴离子结构可分为Keggin、Dawson、Anderson、Waugh、Silverton等五种类型。由于其独特的笼型结构所致的“拟液相”特性,使催化反应不仅能在表面上进行,而且同时在其体相内进行,因此杂多酸的催化活性较高,选择性好。杂多酸既具有酸性又具有氧化性,而且通过变更其组成元素可以在很大范围内进行系统性调整。因此杂多酸既可以作为酸催化剂又可作为氧化催化剂,此外杂多酸尚具有光电催化的功能,能起到阻聚的作用等。因此是一种理想的催化剂。 本文采用简单易操作的分步酸化-分步加料法由磷钨酸(HPA)分别和二苯胺,草酸铵,8-羟基喹啉反应合成了三种磷钨酸盐催化剂,IR和UV分析表明,磷钨酸盐具有完整的Keggin结构,阳离子的引入并未破坏杂多阴离子的Keggin结构,但是由于N-H的配位作用,增强了M-O_b-M键和M-O_c-M键;TG表明,阳离子中的N原子与磷钨酸中质子的配位有利于提高结合水的稳定性;XRD分析进一步验证了以上结论的准确性。 以乙酸和正辛醇的酯化反应为探针反应,考察了磷钨酸-二苯胺盐和磷钨酸铵盐的催化性能,结果表明:磷钨酸盐催化剂为0.4g,反应温度为回流温度,酸醇摩尔比为1:1.4,反应时间为3.5小时,转化率可达90%以上,且催化剂循环使用性能良好对环境不造成二次污染。 用CV研究了[(C_6H_5)_2NH_2]_3[PW_(12)O_(40)]·4H_2O/PVA复合薄膜的电化学行为,结果证明:所得复合薄膜结构性质稳定,且有良好的氧化还原性,对ClO_4~-有明显的电催化性。用磷钨酸铵盐催化剂对罗丹明B溶液进行光催化降解,结果表明:此杂多酸盐对罗丹明B溶液的脱色降解作用明显,同时,催化剂简单处理后可重复使用,大大提高了利用效率,降低了成本,对实际应用很有价值。 以乙酸和正丁醇的酯化反应为探针反应,考察了磷钨酸-8-羟基喹啉盐的催化性能,结果表明:磷钨酸盐催化剂为0.4g,反应温度为回流温度,酸醇摩尔比为1:1.4,反应时间为3.5小时,转化率可达90.6%,催化剂可多次循环使用。该催化剂不污染环境,使生产流程简化,酯化产物的后处理可免去中和、水洗工序,为工业化应用提供了广阔的前景。
【关键词】：杂多酸盐 催化剂 乙酸辛酯 日光催化 电催化
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：O643.32
【目录】：

• 中文摘要10-12
• 英文摘要12-14
• 第一章 文献综述和论文选题14-37
• 1.1 引言14-15
• 1.2 杂多化合物的结构15-20
• 1.2.1 一级结构15-18
• 1.2.2 二级结构和三级结构18-19
• 1.2.3 沸石水、结晶水和结构水19-20
• 1.3 杂多酸盐的性质20-22
• 1.3.1 杂多酸盐的酸性20-21
• 1.3.2 氧化还原性21
• 1.3.3 杂多酸的假液相作用21-22
• 1.4 杂多酸盐的催化化学22-25
• 1.4.1 杂多酸盐的酸催化作用23-24
• 1.4.2 杂多酸盐的催化氧化作用24-25
• 1.5 杂多酸盐(HPA)光催化氧化的研究25-27
• 1.5.1 光致变色性25
• 1.5.2 光催化性基本原理25-26
• 1.5.3 光催化氧化的研究进展26-27
• 1.6 杂多酸盐(HPA)的电化学和电催化的研究27-30
• 1.6.1 杂多酸盐的电化学27-28
• 1.6.2 杂多酸盐的电催化作用28-29
• 1.6.3 杂多酸盐的电化学和电催化的研究进展29-30
• 1.7 本论文研究思路30-31
• 参考文献31-37
• 第二章 磷钨酸-二苯胺盐的合成与表征37-45
• 2.1 引言37
• 2.2 杂多酸盐常用制备方法37-38
• 2.3 实验部分38-39
• 2.3.1 仪器与试剂38
• 2.3.2 H_3PW_(12)O_(40)·7H_2O的制备38
• 2.3.3 磷钨酸-二苯胺盐的合成38
• 2.3.4 试样的表征38-39
• 2.4 结构表征39-43
• 2.4.1 合成与元素分析39
• 2.4.2 X-射线粉末衍射分析39-40
• 2.4.3 红外光谱40-41
• 2.4.4 紫外光谱41-42
• 2.4.5 热重分析42-43
• 2.5 小结43
• 参考文献43-45
• 第三章 磷钨酸-二苯胺盐的催化性能研究45-55
• 3.1 磷钨酸-二苯胺盐对合成乙酸辛酯催化性能的研究45-48
• 3.1.1 引言45
• 3.1.2 实验方法45-46
• 3.1.3 结果和讨论46-48
• 3.1.4 结论48
• 3.2 磷钨酸-二苯胺盐的电化学和电催化性能的研究48-53
• 3.2.1 引言48-49
• 3.2.2 实验部分49-50
• 3.2.3 结果与讨论50-53
• 3.2.4 结论53
• 参考文献53-55
• 第四章 磷钨酸铵盐的合成与表征55-61
• 4.1 引言55
• 4.2 实验部分55-56
• 4.2.1 仪器与试剂55
• 4.2.2 H_3PW_(12)O_(40)的制备55-56
• 4.2.3 钨磷酸铵盐的合成56
• 4.2.4 试样的表征56
• 4.3 结构表征56-59
• 4.3.1 合成与元素分析56-57
• 4.3.2 X-射线粉术衍射分析57
• 4.3.3 红外光谱57-58
• 4.3.4 紫外光谱58-59
• 4.4 小结59
• 参考文献59-61
• 第五章 磷钨酸铵盐的催化性能研究61-70
• 5.1 磷钨酸铵盐对合成乙酸辛酯催化性能的研究61-64
• 5.1.1 引言61
• 5.1.2 实验方法61
• 5.1.3 结果和讨论61-64
• 5.1.4 结论64
• 5.2 磷钨酸铵盐对罗丹明B水溶液的光催化降解的研究64-68
• 5.2.1 引言64-65
• 5.2.2 实验部分65
• 5.2.3(NH_4)_3PW_(12)O_(40)·9H_2O的光催化活性评价65-68
• 5.2.4 结论68
• 参考文献68-70
• 第六章 磷钨酸-8羟基喹啉盐的合成与表征及其性能研究70-79
• 6.1 引言70
• 6.2 实验部分70-71
• 6.2.1 仪器与试剂70-71
• 6.2.2 H_3PW_(12)O_(40)·7H_2O的制备71
• 6.2.3 磷钨酸-8-羟基喹啉盐的合成71
• 6.2.4 试样的表征71
• 6.3 结构表征71-74
• 6.3.1 合成与元素分析71
• 6.3.2 X-射线粉末衍射分析71-72
• 6.3.3 红外光谱72-73
• 6.3.4 紫外光谱73-74
• 6.4 磷钨酸-8羟基喹啉盐对合成乙酸丁酯催化性能的研究74-77
• 6.4.1 实验方法74
• 6.4.2 结果和讨论74-77
• 6.4.3 结论77
• 参考文献77-79
• 结论与展望79-81
• 作者简介与硕士期间所发的论文81-82
• 致谢82-83

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 李富民;磷钨酸盐可见光催化降解染料的性能研究[D];东华大学;2011年

2 刘宇婷;酸碱催化剂对近临界水中环氧树脂分解特性的影响[D];哈尔滨工业大学;2011年

3 高尤剑;离子液体及杂多酸催化果糖制5-羟甲基糠醛的研究[D];浙江师范大学;2012年

4 程明星;固体杂多酸催化剂设计与合成在纤维素水解反应中的应用[D];东北师范大学;2012年

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本文编号：344186