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杂多化合物具有强酸性和强氧化-还原性,在催化化学、材料科学、分析化学等领域有着广泛的应用。杂多化合物的物化性质及催化性能与其杂原子、配原子及抗衡离子的性质密切相关,因此通过引入有机金属或有机基团的方法将有机组分与杂多阴离子相结合,有望合成出具有特殊结构和性能的有机-杂多化合物,这是合成新型杂化材料的重要手段,也是当前杂多化和物的研究热点之一。本研究采用两步液相法和浸渍法制备了系列有机-杂多化合物催化剂,并将其用于己二酸与正丁醇的酯化反应,优化反应条件,详细考察了有机阳离子、杂多阴离子种类及结构对催化性能的影响。同时采用现代分析测试技术,如XRD、FT-IR、UV-Vis、TG等对催化剂的结构及组成进行表征。采用两步液相法制备了磺化离子液体型有机阳离子修饰的杂多酸催化剂。首先采用两种不同碳链长度的磺内酯对五种有机物质(包括甲基咪唑(MIM)、吡啶(Py)、三乙胺(TEA)、三甲胺(TMA)及三苯基膦(TPP))进行磺化,再与杂多酸化合得到一系列催化剂。XRD及FT-IR表征结果表明,有机阳离子与杂多阴离子通过离子键结合,且杂多阴离子的结构保持不变。考察其对己二酸与正丁醇酯化反应的催化性能,优化反应条件为:反应温度110℃,醇酸摩尔比为3:1,带水剂(甲苯)用量为反应体系总质量的13.5%,催化剂用量为己二酸质量的7.6%。在此条件下,经丙烷磺内酯(PS)磺化的催化剂性能好于相应经丁烷磺内酯(BS)磺化的催化剂性能,其中杂化催化剂[TEAPS]3PW的催化性能最好,反应3 h己二酸转化率可达93.5%。采用浸渍法,经不同温度预处理,制备了系列基于PVP与不同结构和组成杂多酸PM(K)、PMo(K)、PMo(D)的有机-杂多化合物催化剂。该有机-杂多化合物具有良好的热稳定性,吡咯烷酮单体与杂多阴离子的摩尔比为3:1,且有机、无机组分的结构保持完好。考察杂多酸和杂化催化剂的预处理温度及杂多阴离子的组成和结构对催化剂酯化反应性能的影响,结果表明,较低的杂多酸及杂化催化剂预处理温度有利于催化剂酯化反应性能的提高。相同预处理温度下,催化剂的活性顺序由强到弱为:PVP-PMo(K)>PVP-PMo(D)>PVP-PW(K)。此外,PVP-PMo(K,35)催化剂在所考察的不同酸醇体系酯化反应中均具有较高的催化活性,表现出良好的普适性。制备了新型Preyssler型磷钨杂多酸,并考察了其对己二酸与正丁醇的酯化反应性能。在酸醇比1:3,催化剂1 g,反应温度115℃的优化条件下,反应3.5h后己二酸的转化率可达88.2%。采用两步液相法制备了一系列基于Preyssler型磷钨酸的有机-杂多化合物催化剂,FT-IR结果表明在有机-杂多化合物中杂多阴离子仍保持Preyssler结构。酯化反应结果表明,[TMABS]14PW(P)的催化性能最好,反应5 h后己二酸转化率可达87.3%。通过简单的过滤即可对催化剂进行分离回收再利用,重复使用5次后杂多阴离子依然保持Preyssler结构。