功能化雜多酸型離子液體的合成、表征及催化性能研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染日益加重和人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，綠色化學(xué)已成為現(xiàn)代重要的科學(xué)研究方向之一。離子液體因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)已廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、電化學(xué)、分離提純及材料科學(xué)等領(lǐng)域。其中雜多酸型離子液體作為一種新型的催化劑，不僅具有離子液體的優(yōu)點(diǎn)，還具有雜多酸的優(yōu)點(diǎn)。因此，功能化雜多酸型離子液體的研究倍受關(guān)注。
　　本論文將離子液體有機(jī)陽離子和Keggin型雜多酸陰離子結(jié)合構(gòu)成雜多酸型離子液體，進(jìn)行結(jié)構(gòu)、性質(zhì)表征，并考察了制備的雜多酸型離

2、子液體在催化反應(yīng)中的應(yīng)用。具體研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　　(1)功能化雜多酸型離子液體合成與表征：將離子液體有機(jī)陽離子和Keggin型雜多酸陰離子結(jié)合，合成功能化雜多酸型離子液體，并采用FT-IR、NMR、TG-DSC等手段進(jìn)行表征。
　　(2)選用六種雜多酸型離子液體用于莰烯直接水合制異龍腦的過程中，與傳統(tǒng)的酸性催化劑進(jìn)行對(duì)比，其中雜多酸型離子液體[BSmim]4SiW12O40顯示出良好的催化活性。實(shí)驗(yàn)還詳細(xì)地研究了溫度、

3、催化劑的量、反應(yīng)物配比等因素對(duì)反應(yīng)過程的影響，得出較佳的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為80℃，催化劑用量為20wt％（占反應(yīng)物總質(zhì)量百分?jǐn)?shù)），反應(yīng)物配比為1:1:2（質(zhì)量比），反應(yīng)時(shí)間3 h，在該優(yōu)化的反應(yīng)條件下，莰烯轉(zhuǎn)化率為20.67%，異龍腦的選擇性為87.77%。此外，[BSmim]4SiW12O40重復(fù)使用5次，其催化活性并沒有顯著下降，顯示出良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
　　(3)選用六種由Keggin型磷鎢酸為陰離子與不同有機(jī)陽離子構(gòu)

4、成的雜多酸型離子液體，并用于二乙二醇單丁醚與醋酸酯化合成二乙二醇單丁醚醋酸酯反應(yīng)中。與傳統(tǒng)的酸催化劑H2SO4、H3PW12O40、強(qiáng)酸性陽離子樹脂進(jìn)行比較，其中[BSEt3N]3PW12O40和[BSmim]3PW12O40顯示出良好的催化活性。實(shí)驗(yàn)詳細(xì)地研究了反應(yīng)溫度、催化劑的用量、反應(yīng)物配比等對(duì)反應(yīng)速率的影響，并建立了擬均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，利用最小二乘法，估算出相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。由反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型得到的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值吻合良好。此外，