基于介孔分子筛和磁性纳米材料催化剂的制备、表征及选择性氧化反应性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 袁程远 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2012-05-25 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陈静 |
| 关键词 | 介孔分子筛 纳米氧化铁 磁性回收 选择性氧化 碱性离子液体 Mesoporous molecular sieve Magnetic nano material Magnetic recycle Selective oxidation Basic ionic liquids |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 氧化反应是一类非常重要的化学反应，通过氧化反应可以获得各种有机合成中间体。然而，传统的化学氧化反应体系存在的过度氧化现象不但大大降低了反应的原子经济性，而且会造成环境污染。因此，设计开放新型选择性氧化体系，控制氧化反应使其选择性的生成所需产物，将具有重大的科学意义和实际应用价值，而这其中催化剂的开发将是能否实现选择性氧化反应的关键。本文以开发高活性、高选择性的多相选择性氧化催化剂为研究主线，主要研究了介孔材料和磁性材料作为载体的多相选择性氧化催化剂的制备与表征，并考察了这些催化剂在烯烃选择氧化以及硫醚氧化反应中的催化性能，寻找到了一些合成具有高活性的多相选择性氧化催化剂的有效方法，主要结果如下： （1）采用嫁接的方法，将Keggin结构的磷钨杂多酸阴离子固载到介孔分子筛SBA-15上，并首次将此类催化剂用于催化H2O2为氧化剂，环戊烯选择性氧化制备戊二醛的反应。在较温和的反应条件下，环戊烯转化率可达100%，戊二醛的选择性达到81%。催化剂重复使用五次后，催化活性以及产物选择性没有明显下降。 （2）将碱性离子液体嫁接到介孔分子筛SBA-15上，作为一种固体碱，所制备催化剂可以有效地催化H2O2为氧化剂，苯甲腈为反应助剂烯烃环氧化反应。相对于其它烯烃环氧化反应体系，由于反应体系的弱碱性，因此可以高选择性的获得环氧产物。催化剂可以重复使用至少五次以上，而没有出现显著的失活。 （3）改进了羟基磷灰石包覆γ-Fe2O3 (HAP-γ-Fe2O3)复合材料的制备方法，制备了具有超顺磁性的磁性核壳材料，材料中γ-Fe2O3粒子具有较窄的粒径分布，平均粒径为1-3 nm，远远小于原文献中报道的平均粒径尺寸。进一步采用浸渍法制备了HAP-γ-Fe2O3负载氧化钼催化剂，所制备催化剂在相对温和的反应条件下可以高效催化以叔丁基过氧化氢为氧化剂的烯烃环氧化反应。反应后催化剂可以采用磁力分离的方法，方便、快捷地实现催化剂的循环使用。 （4）采用溶胶-凝胶的方法，制备了介孔钛硅分子筛包覆纳米级γ-Fe2O3微球磁性复合催化材料。材料具备典型的核-壳结构，显示了亚铁磁性，同时兼具介孔分子筛材料的大比表面积、窄孔径分布等优势。作为一种可以磁性分离的催化剂，对以叔丁基过氧化氢为氧化剂的烯烃环氧化反应，所制备催化剂显示了良好的催化性能。 （5）采用原位包覆的方法，制备了镁铝水滑石包覆Fe3O4纳米粒子复合材料，进一步利用水滑石的“结构记忆”效应，将WO42-插入到水滑石的层状结构当中。在室温反应条件下，以H2O2为氧化剂，所制备催化剂可以高效催化各类硫醚氧化反应，可以高收率地获得相应的硫氧化物。使用外加磁场可以实现催化剂的简单分离，循环使用五次后，催化剂的催化活性没有显著下降。 |
| 公开日期 | 2013-04-02 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/2842]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_OSSO国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 袁程远. 基于介孔分子筛和磁性纳米材料催化剂的制备、表征及选择性氧化反应性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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