Keggin型雜多化合物的制備及催化性能的研究.pdf

1、乙酸環(huán)己酯是無色或略帶淡黃色的透明液體，具有香蕉、櫻桃、蘋果等水果香味，揮發(fā)性很大，常被廣泛的應(yīng)用于食品行業(yè)和化妝品香精工業(yè)配料中，可作為涂料、油漆等的溶劑，也可進(jìn)一步作為大分子合成的中間體。傳統(tǒng)的合成方法所用催化劑是液體強(qiáng)酸，雖然催化效果顯著，但是會(huì)腐蝕設(shè)備，對(duì)環(huán)境也會(huì)造成極大的破壞，所以開發(fā)綠色環(huán)保的催化劑是發(fā)展的趨勢(shì)所在。
　　苯酚簡(jiǎn)稱酚，可作為防腐劑和消毒劑，在工業(yè)上，苯酚的用途很廣，是有機(jī)合成的重要原料，用于制造酚醛樹酯

2、、雙酚A、尼龍-66等。當(dāng)前合成苯酚主要采用的方法是異丙苯法，該方法步驟較多，并且會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物丙酮，但是市場(chǎng)對(duì)丙酮的相對(duì)需求沒有對(duì)苯酚的需求量大，再加上丙酮具有很大的揮發(fā)性，會(huì)導(dǎo)致資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染，因此尋找一條經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保的合成路線近年來備受國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。
　　雜多化合物是一類環(huán)境友好的新型多功能綠色催化劑，因其催化活性高、選擇性好、反應(yīng)條件溫和以及不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，且兼具酸性和氧化還原性的固體雙功能催化劑，在催

3、化和材料化學(xué)研究領(lǐng)域中受到研究者們的廣泛重視。
　　本文采用鉬取代磷鎢酸(H3PW12-nMon·XH2O)、NiH2PMo11VO40/TiO2為催化劑，分別用于環(huán)己醇與冰乙酸制乙酸環(huán)己酯、苯制苯酚的工藝路線進(jìn)行研究。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）系列鉬取代磷鎢酸催化合成乙酸環(huán)己酯的研究
　　合成了系列鉬取代磷鎢酸(H3PW12-nMon·XH2O)催化劑，并且通過FT-IR，X-射線衍射儀對(duì)所合成的催化劑進(jìn)

4、行了結(jié)構(gòu)表征。將該系列鉬取代磷鎢酸(H3PW12-nMon·XH2O)催化劑用于環(huán)己醇與冰乙酸制乙酸環(huán)己酯的反應(yīng)中，考察了催化劑、溫度、溶劑用量以及反應(yīng)時(shí)間和催化劑量等對(duì)反應(yīng)活性的影響，并對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明：當(dāng)n=3時(shí)，即H3PW9Mo3O40的催化活性最高，在最優(yōu)條件下，乙酸環(huán)己酯的酯收率可達(dá)93.06％。
　?。?）NiH2PMo11VO40/TiO2催化氧化苯制苯酚的研究
　　在雜多酸催化劑制備的基礎(chǔ)上，合

5、成了雜多酸催化劑的鎳鹽NiH2PMo11VO40，并對(duì)其進(jìn)行負(fù)載制備負(fù)載型的催化劑NiH2PMo11VO40/TiO2，載體為活化處理的TiO2。對(duì)負(fù)載前的雜多酸鹽，活性載體TiO2和負(fù)載后的負(fù)載型催化劑作了相應(yīng)的表征，釩取代的雜多酸鎳鹽具有明顯的Keggin型結(jié)構(gòu)，結(jié)合X-射線和紅外表征分析可得出負(fù)載型的催化劑中NiH2PMo11VO40在活性載體TiO2上分散的相對(duì)比較均勻。負(fù)載后的多相催化劑NiH2PMo11VO40/TiO2與對(duì)

6、應(yīng)的雜多酸鹽NiH2PMo11VO40相比較，BET表面積有所增大。
　　本著綠色化學(xué)的理念，為了實(shí)現(xiàn)更加經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保的合成路線，本論文以對(duì)環(huán)境無毒無害的H2O2為氧化劑，且以冰乙酸為溶劑，NiH2PMo11VO40/TiO2為催化劑，苯氧化制苯酚為反應(yīng)模型，考察了催化劑用量、氧化劑用量以及反應(yīng)溫度等對(duì)苯氧化反應(yīng)的影響，并對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明：負(fù)載量35%的NiH2PMo11VO40/TiO2催化劑在氧化苯制苯酚的反應(yīng)