多酸插层水滑石材料的制备及其性能研究

发布时间：2017-05-12 05:05

  本文关键词：多酸插层水滑石材料的制备及其性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多金属氧酸盐(POMs)是一大类结构离散的阴离子型金属氧化物,具有独特的物理和化学性质,可被各种技术手段修饰,并用来发展工业上广泛应用的催化材料。就发展多酸基多相催化剂而言,两种方案一直沿用至今,即固化和固载。其中一种有效的途径是将POMs插层到水滑石(LDHs)层间制备LDHs-POMs多相催化剂。多酸插层水滑石(LDHs-POMs)纳米复合材料,因其优异的催化性能,作为多相催化剂用于石油化工重要中间体的合成、光催化和降解染料等,受到越来越多研究者的关注。但传统的多酸插层水滑石制备方法,例如共沉淀法,离子交换法,二次离子交换法等,在中性或弱酸性的条件下,易使M2+或M3+阳离子从LDHs层板中溶出,而pH值从弱酸性到碱性的调节过程中,易使一些POMs发生水解,产生杂质相,因此在插层过程中对pH值要求苛刻；且POMs插层受限于POMs的几何构型、电荷和尺寸大小,例如经典的Keggin型多酸PW12,因其的电荷小于4,电荷密度较小,传统的合成方法很难插层成功。因此,设计一种制备多酸插层水滑石的新方法具有重要意义。本论文为解决多酸插层水滑石传统制备方法存在的问题为出发点,采用剥离重组法,将Weakley型和Keggin型多酸插层到Mg3A-LDHs层间,成功克服了传统制备方法的缺陷,并对其进行催化性能的研究,主要内容包括以下两方面：1、采用剥离重组法将剥离的Mg3Al-LDHs纳米片通过静电相互作用与Weakley型多酸Na-LnW10发生自组装,制备一系列新型LDHs-POMs插层材料即Mg3Al-LnW10,其中Ln=Eu.Tb和Dy。将Mg3Al-EuW10作为多相催化剂用于催化不同醛酮的硅腈化反应,不仅易于分离回收,且显示出优异的催化活性,其中苯甲醛和正己醛硅腈化反应的TON值分别可达已报道的最高值119950和19906。2、在不需要修饰Mg3Al-LDHs层板的前提下,采用剥离重组法,将Keggin型多酸H-PW12插层到Mg3Al-LDHs层板中,克服其因空间构型存在的插层困难,成功制备新型LDHs-POMs材料即Mg3Al-PW12。将Mg3Al-PW12作为多相催化剂,作用于醛酮与亚甲基化合物(氰基乙酸乙酯和丙二睛)的脑文格反应,不仅易于分离回收,且显示出优异的催化活性,其中苯甲醛脑文格反应的TON值可达已报道的最高值47980。
【关键词】：多酸 水滑石 插层组装 催化
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要5-7
• abstract7-14
• 第一章 绪论14-30
• 1.1 多酸概况14-17
• 1.1.1 多酸背景简介14-15
• 1.1.2 Weakley型多酸简介15-16
• 1.1.3 Keggin型多酸简介16-17
• 1.2 水滑石概况17-21
• 1.2.1 水滑石简介17-19
• 1.2.2 水滑石材料的应用19-21
• 1.3 多酸水滑石插层材料21-27
• 1.3.1 多酸水滑石插层材料研究进展21-23
• 1.3.2 多酸水滑石插层材料的应用23-27
• 1.4 论文研究的目的、意义及内容27-30
• 1.4.1 论文的研究目的及意义27
• 1.4.2 论文的研究内容27-30
• 第二章 Weakley型多酸插层水滑石催化材料及其性能研究30-52
• 2.1 引言30
• 2.2 实验部分30-33
• 2.2.1 实验试剂30-31
• 2.2.2 表征仪器31-33
• 2.3 Mg_3Al-LnW_(10)插层组装的制备33
• 2.3.1 Weakley型多酸Na-LnW_(10)的制备33
• 2.3.2 Mg_3Al-LDH的制备33
• 2.3.3 Mg_3Al-LnW_(10)插层组装的制备33
• 2.4 硅腈化反应33-34
• 2.5 结果与讨论34-50
• 2.5.1 催化材料Mg_3Al-LnW_(10)的表征34-42
• 2.5.2 催化材料Mg_3Al-EuW_(10)的性能研究42-50
• 2.6 小结50-52
• 第三章 Keggin型多酸插层水滑石催化材料及其性能研究52-72
• 3.1 引言52-53
• 3.2 实验部分53-55
• 3.2.1 实验试剂53
• 3.2.2 表征仪器53-55
• 3.3 Mg_3Al-PW_(12)插层组装的制备55
• 3.3.1 Mg_3Al-LDHs的制备55
• 3.3.2 Mg_3Al-PW_(12)插层组装的制备55
• 3.4 脑文格反应55-56
• 3.5 结果与讨论56-71
• 3.5.1 催化材料Mg_3Al-PW_(12)的表征56-62
• 3.5.2 催化材料Mg_3Al-PW_(12)的性能研究62-71
• 3.6 小结71-72
• 第四章 结论72-74
• 参考文献74-80
• 致谢80-82
• 研究成果及发表的学术论文82-84
• 导师和作者简介84-85
• 专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书85-86

【共引文献】

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本文编号：358810