论文部分内容阅读
杂多化合物由于其组成和结构的多样性使其在材料科学及催化等领域有着多种重要的应用,特别是在催化领域的应用是人们长期感兴趣的课题。除其显著的优点外,多酸化合物由于其易于团聚而比表面积小,在溶液中稳定性差及难以回收利用等缺点限制着多酸物质作为催化剂的广泛应用。这些问题一直是人们努力解决的关键性任务。本文将活性和稳定性较好的Keggin型磷钨酸(H3PW12O40)及几种钒取代的Keggin型磷钨酸(H4PVW11O40、H5PV2W10O40和H6PV3W9O40)分别负载在氨基化的介孔分子筛SBA-3和MCM-41以及磁性Fe304纳米粒子上,制备出了几种稳定可重复使用的负载型催化剂材料。对这些材料进行了IR、DRS、XRD、N2吸附、元素分析、SEM和TEM等相关的结构和物理化学性质表征。介孔分子筛SBA-3和MCM-41负载的多酸催化剂的研究选用的催化体系是30%H202选择性氧化苯甲醇为苯甲醛反应；磁性Fe304纳米粒子负载的多酸催化剂的研究选用其对甲基橙(MO)溶液光催化脱色反应。催化剂的活性对比实验表明：对于系列钒取代的磷钨酸负载在氨基化SBA-3催化剂,二钒取代的磷钨酸H5[PV2W10O40]负载材料的活性最高,对苯甲醇氧化为苯甲醛可达到75%的转化率和99%的选择性。钒取代的磷钨酸负载在氨基化MCM-41呈现出了比相应的多酸负载在SBA-3更高的催化活性,其中二钒取代的磷钨酸负载催化剂的活性和选择性最好,在最优条件下对苯甲醇选择氧化为苯甲醛的转化率和选择性分别为97%和99%。催化苯甲醇选择氧化为苯甲醛反应的最优条件为：4mmol苯甲醇,5毫升甲苯作为溶剂,过氧化氢与苯甲醇化学计量比为5：1,0.05g的催化剂,在80℃下反应8h。磁性Fe304纳米颗粒负载多酸催化剂,在光照下,对催化MO溶液脱色表现出了很高的催化活性,甲基橙在40分钟内的降解率为95%。初步反应条件为：在50ml含甲基橙1.5g/L及过氧化氢浓度1.5mmol/L的溶液中,加入催化剂0.05g,调pH为2.5,日光下照射。所制备的催化剂均具有易于与反应体系分离及重复使用的特点。