含Cu和Co的金属有机骨架材料催化氧化环己烯和苯乙烯的性能研究

发布时间：2017-05-10 19:00

  本文关键词：含Cu和Co的金属有机骨架材料催化氧化环己烯和苯乙烯的性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：烯烃催化氧化成有价值的含氧衍生物在有机化学中是一步重要的基础反应,这在工业上有广泛应用。严重的环境污染问题使得以控制环境污染源头为目标的绿色催化技术受到了研究者们的极大关注。实现这些绿色催化过程的核心是研发新型催.化材料。金属有机骨架材料(metal-organic frameworks, MOFs)具有：(1)比表面积和孔容大；(2)高度有序的孔结构和高度分散的不饱和金属离子位点；(3)易于设计、修饰和调变等优点,是一类非常有潜力的多相催化剂或催化剂载体。然而,目前MOFs在催化氧化烯烃的研究尚处于起步阶段。本论文通过水热法合成出了一系列以2,5-二羟基对苯二甲酸为配体同时含有Cu和Co过渡金属离子的MOF-74(Cu, Co)。采用X-射线衍谢(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱分析(EDS)等多种分析表征手段对所合成的催化剂进行表征,并考察其在无溶剂、以02为氧化剂且在温和的反应条件下催化氧化环己烯和苯乙烯的性能。本论文得到的主要研究结果如下：1、在保持原有的骨架结构基础上,可以通过水热法同时引入Cu2+和Co2+两种过渡金属离子于MOF-74中,形成双金属Cu-Co-MOF-74,且骨架结构中Cu2+和Co2+二者分散均匀、其含量可以调控。2、双金属Cu-Co-MOF-74在无溶剂、以02为氧化剂且在温和的反应条件下能催化氧化环己烯生成2-环己烯醇和2-环己烯-1-酮,且骨架中Cu2+和Co2+的含量直接影响着环己烯的转化率及对产物的选择性。3、在无溶剂、以02为氧化剂且在温和的反应条件下催化氧化苯乙烯时,MOF-74(Cu)基本无活性,而MOF-74(Co)催化苯乙烯易发生聚合反应；双金属Cu-Co-MOF-74主要催化苯乙烯的环氧化,且Co2+在金属有机骨架材料中的含量增加有利于提高苯乙烯的转化率及产物环氧苯乙烷的生成。本论文的创新点：成功合成出了同时含有Cu2+和Co2+的金属有机骨架材料双金属Cu-Co-MOF-74,且通过改变Co2+和Cu2+的含量可以调控其催化氧化环己烯和苯乙烯的性能,这对于研发MOFs作为高稳定的、可调控的烯烃氧化多相催化剂具有重要的指导意义。
【关键词】：金属有机骨架材料 双金属催化 绿色合成 选择性氧化 环己烯 苯乙烯
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O621.251
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-25
• 1.1 环己烯氧化反应简介9-15
• 1.1.1 环己烯制各环氧环己烷的研究进展9-13
• 1.1.2 环己烯氧化制备2-环己烯-1-酮研究进展13-14
• 1.1.3 制备2-环己烯醇的研究进展14-15
• 1.2 苯乙烯氧化反应简介15-16
• 1.2.1 苯乙烯制备苯甲醛的研究进展15-16
• 1.2.2 苯乙烯制备环氧苯乙烷的研究进展16
• 1.3 MOFs材料简介16-21
• 1.3.1 MOFs材料在催化中的应用17-18
• 1.3.2 基于MOFs材料的催化剂18-19
• 1.3.3 MOFs材料作为催化剂的潜力19-20
• 1.3.4 不同催化作用的MOFs材料20-21
• 1.4 MOF-74在催化中的应用21-22
• 1.5 课题研究意义、目标及内容22-25
• 1.5.1 课题研究意义和目标22-23
• 1.5.2 课题研究内容23-25
• 第二章 MOF-74(Cu和Co)的合成与表征25-37
• 2.1 实验试剂和仪器25
• 2.1.1 实验试剂25
• 2.2 材料合成25-27
• 2.2.1 MOF-74(Cu)催化剂的合成26
• 2.2.2 MOF-74(Co)催化剂的合成26
• 2.2.3 双金属Cu-Co-MOF-74催化剂的合成26-27
• 2.3 表征技术27
• 2.3.1 X射线粉末衍射(XRD)27
• 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM-EDS)27
• 2.3.3 元素分析仪(ICP-AES)27
• 2.4 结果与讨论27-37
• 2.4.1 MOF-74(Cu)和MOF-74(Co)27-28
• 2.4.2 双金属Cu-Co-MOF-7428
• 2.4.3 双金属Cu-Co-MOF-74的ICP表征28-29
• 2.4.4 双金属Cu-Co-MOF-74的XRD表征29
• 2.4.5 双金属Cu-Co-MOF-74的SEM-EDS表征29-36
• 2.4.6 结论36-37
• 第三章 MOF-74(Cu和Co)催化氧化环己烯的性能研究37-47
• 3.1 引言37-38
• 3.2 实验部分38-39
• 3.2.1 MOF-74(Cu),MOF-74(Co)和双金属Cu-Co-MOF-74催化剂的制备38
• 3.2.2 催化剂表征38
• 3.2.3 催化剂活性评价38-39
• 3.3 结果与讨论39-46
• 3.3.1 催化剂的表征39
• 3.3.2 环己烯的催化氧化反应39
• 3.3.3 MOF-74(Cu)催化氧化环己烯39-42
• 3.3.4 MOF-74(Cu)催化剂稳定性考察42-43
• 3.3.5 双金属Cu-Co-MOF-74催化氧化环己烯43-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 MOF-74(Cu和Co)催化氧化苯乙烯的性能研究47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 实验部分47-48
• 4.2.1 MOF-74(Cu),MOF-74(Co)和双金属Cu-Co-MOF-74催化剂的制备47-48
• 4.2.2 催化剂表征48
• 4.2.3 催化剂活性评价48
• 4.3 结果与讨论48-53
• 4.3.1 催化剂的表征48
• 4.3.2 双金属Cu-Co-MOF-74催化氧化苯乙烯48-53
• 4.4 本章小结53-55
• 第五章 全文总结与课题展望55-57
• 5.1 全文总结55-56
• 5.2 课题展望56-57
• 参考文献57-65
• 攻读学位期间取得的研究成果65-67
• 致谢67-69
• 浙江师范大学学位论文诚信承诺书69-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 章亚东;王振兴;苏媛;;SiO_2负载双氯基桥联双核Mo(V)催化剂合成、表征及其催化环己烯环氧化性能[J];高校化学工程学报;2006年04期

2 杨秀洲;徐成华;刘建英;钟燕;郑良科;叶芝祥;;V-MCM-41催化环己烯环氧化性能[J];化工学报;2009年09期

  本文关键词：含Cu和Co的金属有机骨架材料催化氧化环己烯和苯乙烯的性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：355354