论文部分内容阅读
酸催化反应是催化化学中最重要反应之一。其中，碳碳偶联反应和酯交换反应近年来引起人们的广泛关注。碳碳偶联反应是形成碳碳键的重要方法之一，其偶联产物广泛应用于有机化学、高分子化学等领域；生物柴油是一种经济易得的可持续能源，酯交换反应制备生物柴油成为重要方法。本文致力于制备系列具有有序介孔结构的有机氧化硅负载型pr-SO3H-PMO、PW12/PMO和pr-SO3H-PMO/H3PW12O40非均相复合材料，并分别对其进行酸催化性能研究，具体研究内容如下： （1）采用1,2-双三乙氧基硅基乙烷（BTSE）作为有机硅源，3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）作为有机硫源前驱体，双氧水（H2O2）作为氧化剂，在三嵌段共聚物P123（PEO?PPO?PEO）结构导向作用下，采用一步共缩合结合水热处理技术，制备有序介孔结构的pr-SO3H-PMO复合催化剂。通过各种表征手段如红外光谱、固体碳核磁共振、小角X射线粉末衍射、电镜技术以及N2吸附–脱附分析等，研究复合催化材料的结构组成、孔形貌及表面物理化学性质。测试结果表明：pr-SO3H-PMO复合催化剂是一种有序介孔结构，MPTMS参与了介孔结构的构建，巯基丙基引入到骨架中，在双氧水的作用下，巯基完全氧化形成磺酸基，大大提高复合催化剂的酸催化性能。选择α-硝基二硫缩烯酮与二苯甲醇的碳碳偶联反应为探针实验，系统考察了此类催化剂在诸因素如溶剂、反应时间、催化剂种类及负载量等方面的酸催化活性及循环使用的情况。 （2）在三嵌段共聚物P123（PEO?PPO?PEO）结构导向作用下，采用1,2-双三乙氧基硅基乙烷（BTSE）作为有机硅源，多金属氧酸盐（H3PW12O40）为活性中心，采用一步共缩合结合水热处理技术，制备有序介孔结构H3PW12O40/PMO复合催化剂。通过各种表征手段如红外光谱、拉曼散射光谱、小角X射线粉末衍射、电镜技术以及N2吸附–脱附分析等，研究复合催化材料的结构组成、孔形貌及表面物理化学性质。测试结果表明：H3PW12O40/PMO复合催化剂是一种有序介孔催化材料，并且保留了Keggin结构的多酸。选择α-硝基二硫缩烯酮与二苯甲醇的碳碳偶联反应作为探针反应，系统考察了此类催化剂在诸因素如催化剂用量、反应温度、反应时间及负载量等方面的酸催化活性及循环使用的情况。 （3）采用1,2-双三乙氧基硅基乙烷（BTSE）作为有机硅源，3-巯基丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）作为有机硫源前驱体，双氧水（H2O2）作为氧化剂，多金属氧酸盐（H3PW12O40）为活性中心，在三嵌段共聚物P123（PEO?PPO?PEO）结构导向作用下，采用一步共缩合结合水热合成技术，制备出有序介孔结构pr-SO3H-PMO/H3PW12O40复合催化剂。通过各种表征手段如红外光谱、拉曼散射光谱、小角X射线粉末衍射、电镜技术以及N2吸附–脱附分析等，研究复合催化材料的结构组成、孔形貌及表面物理化学性质。测试结果表明：pr-SO3H-PMO/H3PW12O40复合催化剂是一种有序介孔结构，MPTMS参与了催化剂骨架结构的构建，在双氧水的作用下，巯基完全氧化形成磺酸基，同时催化剂骨架中保留了Keggin结构的多酸，多酸及有机磺酸基的引入大大提高复合催化剂的酸催化性能。通过三棕榈酸甘油酯的酯交换反应作为探针实验，系统考察了pr-SO3H-PMO/H3PW12O40复合催化剂的酸催化性能。实验数据表明，pr-SO3H-PMO/H3PW12O40复合催化剂在温和反应条件下对酯交换反应具有较高的催化活性。实验过程中，考察了催化剂用量、反应物的摩尔比及多酸的负载量等影响催化活性的因素，同时对pr-SO3H-PMO/H3PW12O40复合催化剂的循环使用情况进行了讨论。