多峰介孔二氧化硅负载茂金属催化烯烃聚合机理研究
发布时间：2023-04-20 23:45
相对传统Ziegler-Natta催化剂而言,人们对茂金属催化剂的烯烃聚合机理已有清晰和准确的认识,这与茂金属催化剂的结构及聚合体系有关。传统催化剂仅有1%10%的金属能成为活性中心,而茂金属催化剂中大部分金属会作为单活性中心存在,因此很难通过分析传统催化剂的结构而直接获得活性中心的信息。茂金属催化烯烃聚合具有十分重要的实际意义,高活性、分子量分布窄、共聚物分布均匀是其主要特点。相对于国外的茂金属技术发展,国内的茂金属在催化剂制备及性能方面仍存在较大差距。本文以茂金属催化剂、助催化剂及硅胶为主体,全面分析了三者之间相互作用机理,详细阐述了茂金属催化烯烃聚合及其反应机理,并对形成的产品特点进行分析,包括以下6个章节。第一章,主要介绍了茂金属催化剂的发展史及其特点,茂金属催化烯烃聚合机理;茂金属催化剂所用载体二氧化硅的制备及特点;茂金属催化剂所用助剂甲基铝氧烷(MAO)的发展及作用机理。对密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)进行了简单介绍,重点介绍了Materials Studio软件,其中包括Dmol3、CASTEP及Adsor...
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 茂金属催化剂及聚合机理
1.1.1 茂金属催化剂的发展史
1.1.2 茂金属催化剂的特点
1.1.3 茂金属催化剂活性中心的结构
1.1.4 茂金属催化烯烃聚合机理
1.2 茂金属催化剂所用载体
1.2.1 载体的类型
1.2.2 SiO2载体的制备
1.2.3 SiO2载体的处理
1.3 茂金属催化剂所用助催化剂
1.3.1 助催化剂的类型
1.3.2 甲基铝氧烷(MAO)的合成
1.3.3 甲基铝氧烷(MAO)的结构
1.3.4 甲基铝氧烷(MAO)的作用机理
1.4 茂金属催化剂的表征
1.4.1 形态学表征
1.4.2 表面性质表征
1.4.3 体相性质表征
1.4.4 粒径分布与力学性能表征
1.5 密度泛函理论(DFT)
1.5.1 Kohn-Sham方程
1.5.2 矩阵元素K-点
1.5.3 Gradient functionals
1.5.4 交换关联函数
1.5.5 Materials Studio
1.5.6 过渡态
1.6 本课题研究的目的、主要内容及意义
参考文献
第二章 二氧化硅对甲基铝氧烷(MAO)的吸附研究
2.1 前言
2.2 实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 MAO的结构优化
2.3.2 MAO在不同二氧化硅晶面上的吸附
2.3.3 MAO的化学吸附能计算
2.3.4 态密度计算
2.3.5 晶面与羟基的映衬关系分析
2.4 本章小结
参考文献
第三章 多峰介孔二氧化硅的制备
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与表征手段
3.2.2 样品的制备与处理
3.3 结果与讨论
3.3.1 不同制备工艺对二氧化硅孔分布的影响
3.3.2 氨的加入对二氧化硅性能影响
3.3.3 氨液的添加量对二氧化硅性能的影响
3.3.4 氨液的加入时段对二氧化硅性能影响
3.3.5 不同时段加入脂肪醇对二氧化硅性能影响
3.3.6 添加剂之间的配比对二氧化硅性能影响
3.3.7 反应温度对二氧化硅性能影响
3.3.8 不同二氧化硅杂质含量分析
3.3.9 多峰孔分布二氧化硅的灼烧失重分析
3.3.10 不同二氧化硅载体对MAO的吸附
3.4 本章小结
参考文献
第四章 茂金属催化乙烯聚合机理研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.3 结果与讨论
4.3.1 茂金属化合物结构收敛性
4.3.2 茂金属化合物中心金属原子电荷分布
4.3.3 茂金属化合物阳离子活性中心的形成
4.3.4 茂金属阳离子活性中心电荷密度变化
4.3.5 茂金属化合物的HOMO/LUMO计算
4.3.6 催化剂聚合活性与带隙关系分析
4.3.7 烯烃聚合过渡态
4.3.8 溶剂效应对过渡态的影响
4.3.9 烯烃聚合形成机理
4.3.10 甲基的效应
4.3.11 烯烃聚合反应势垒的建立
4.4 本章小结
参考文献
第五章 负载型茂金属催化乙烯聚合及性能表征
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 试剂与表征手段
5.2.2 样品测试及条件
5.3 结果与讨论
5.3.1 茂金属催化剂形貌分析
5.3.2 乙烯聚合行为分析
5.3.3 聚烯烃链不饱和键分析
5.3.4 相对分子质量及其分布
5.3.5 核磁碳谱分析
5.3.6 结晶和熔融分析
5.3.7 升温淋洗(TREF)分析
5.3.8 茂金属聚乙烯流变分析
5.3.9 茂金属聚乙烯流延膜分析
5.3.10 茂金属聚乙烯应用评价
5.4 本章小结
参考文献
第六章 负载型茂金属催化丙烯聚合及性能表征
6.1 前言
6.2 实验部分
6.3 结果与讨论
6.3.1 氢气加入量对催化活性影响
6.3.2 助催化剂加入量对催化活性影响
6.3.3 氢气与聚合物熔融指数关系
6.3.4 茂金属聚丙烯物性分析
6.3.5 差示扫描(DSC)分析
6.3.6 升温淋洗(TREF)分析
6.3.7 偏光显微镜分析
6.3.8 X-射线衍射(XRD)分析
6.3.9 核磁共振(13C-NMR)分析
6.3.10 茂金属聚丙烯的纺丝行为
6.4 本章小结
参考文献
第七章 结论
7.1 主要结论
7.2 研究展望
在学期间的研究成果
致谢
本文编号：3795401
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 茂金属催化剂及聚合机理
1.1.1 茂金属催化剂的发展史
1.1.2 茂金属催化剂的特点
1.1.3 茂金属催化剂活性中心的结构
1.1.4 茂金属催化烯烃聚合机理
1.2 茂金属催化剂所用载体
1.2.1 载体的类型
1.2.2 SiO2载体的制备
1.2.3 SiO2载体的处理
1.3 茂金属催化剂所用助催化剂
1.3.1 助催化剂的类型
1.3.2 甲基铝氧烷(MAO)的合成
1.3.3 甲基铝氧烷(MAO)的结构
1.3.4 甲基铝氧烷(MAO)的作用机理
1.4 茂金属催化剂的表征
1.4.1 形态学表征
1.4.2 表面性质表征
1.4.3 体相性质表征
1.4.4 粒径分布与力学性能表征
1.5 密度泛函理论(DFT)
1.5.1 Kohn-Sham方程
1.5.2 矩阵元素K-点
1.5.3 Gradient functionals
1.5.4 交换关联函数
1.5.5 Materials Studio
1.5.6 过渡态
1.6 本课题研究的目的、主要内容及意义
参考文献
第二章 二氧化硅对甲基铝氧烷(MAO)的吸附研究
2.1 前言
2.2 实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 MAO的结构优化
2.3.2 MAO在不同二氧化硅晶面上的吸附
2.3.3 MAO的化学吸附能计算
2.3.4 态密度计算
2.3.5 晶面与羟基的映衬关系分析
2.4 本章小结
参考文献
第三章 多峰介孔二氧化硅的制备
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与表征手段
3.2.2 样品的制备与处理
3.3 结果与讨论
3.3.1 不同制备工艺对二氧化硅孔分布的影响
3.3.2 氨的加入对二氧化硅性能影响
3.3.3 氨液的添加量对二氧化硅性能的影响
3.3.4 氨液的加入时段对二氧化硅性能影响
3.3.5 不同时段加入脂肪醇对二氧化硅性能影响
3.3.6 添加剂之间的配比对二氧化硅性能影响
3.3.7 反应温度对二氧化硅性能影响
3.3.8 不同二氧化硅杂质含量分析
3.3.9 多峰孔分布二氧化硅的灼烧失重分析
3.3.10 不同二氧化硅载体对MAO的吸附
3.4 本章小结
参考文献
第四章 茂金属催化乙烯聚合机理研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.3 结果与讨论
4.3.1 茂金属化合物结构收敛性
4.3.2 茂金属化合物中心金属原子电荷分布
4.3.3 茂金属化合物阳离子活性中心的形成
4.3.4 茂金属阳离子活性中心电荷密度变化
4.3.5 茂金属化合物的HOMO/LUMO计算
4.3.6 催化剂聚合活性与带隙关系分析
4.3.7 烯烃聚合过渡态
4.3.8 溶剂效应对过渡态的影响
4.3.9 烯烃聚合形成机理
4.3.10 甲基的效应
4.3.11 烯烃聚合反应势垒的建立
4.4 本章小结
参考文献
第五章 负载型茂金属催化乙烯聚合及性能表征
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 试剂与表征手段
5.2.2 样品测试及条件
5.3 结果与讨论
5.3.1 茂金属催化剂形貌分析
5.3.2 乙烯聚合行为分析
5.3.3 聚烯烃链不饱和键分析
5.3.4 相对分子质量及其分布
5.3.5 核磁碳谱分析
5.3.6 结晶和熔融分析
5.3.7 升温淋洗(TREF)分析
5.3.8 茂金属聚乙烯流变分析
5.3.9 茂金属聚乙烯流延膜分析
5.3.10 茂金属聚乙烯应用评价
5.4 本章小结
参考文献
第六章 负载型茂金属催化丙烯聚合及性能表征
6.1 前言
6.2 实验部分
6.3 结果与讨论
6.3.1 氢气加入量对催化活性影响
6.3.2 助催化剂加入量对催化活性影响
6.3.3 氢气与聚合物熔融指数关系
6.3.4 茂金属聚丙烯物性分析
6.3.5 差示扫描(DSC)分析
6.3.6 升温淋洗(TREF)分析
6.3.7 偏光显微镜分析
6.3.8 X-射线衍射(XRD)分析
6.3.9 核磁共振(13C-NMR)分析
6.3.10 茂金属聚丙烯的纺丝行为
6.4 本章小结
参考文献
第七章 结论
7.1 主要结论
7.2 研究展望
在学期间的研究成果
致谢
本文编号：3795401
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