新型高比表面固體堿催化劑制備、結(jié)構(gòu)及其性能研究.pdf

1、固體堿催化劑因其具有高活性、高選擇性、反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物易于分離、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于雙鍵異構(gòu)化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、酯交換反應(yīng)、Michael加成、Knoevenagel縮合等有機(jī)反應(yīng)中。隨著世界環(huán)保意識的加強(qiáng)以及綠色化學(xué)的發(fā)展，研制環(huán)境友好的固體堿催化劑越來越受到研究者的重視。 本文采用雜化復(fù)合前體法制備了Mg-Al、Li-Al復(fù)合金屬氧化物固體堿催化劑，對其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并初步探討了催化反應(yīng)機(jī)

2、理。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 根據(jù)水滑石層板組成和結(jié)構(gòu)均勻性及其在微觀上可調(diào)變性的獨(dú)特特征，將含催化活性的組分引入LDHs層板，并在LDHs晶化過程中引入糖類分子作為碳源，使LDHs的晶化與糖分子碳化同時(shí)發(fā)生，組裝形成整體均一、組成和結(jié)構(gòu)可調(diào)變的LDHs/C型雜化復(fù)合前體，然后通過高溫焙燒去除雜化復(fù)合前體中的碳并使LDHs分解，最終得到組成、結(jié)構(gòu)以及性能可調(diào)變的具有介孔結(jié)構(gòu)、高比表面的復(fù)合金屬氧化物固體堿催化劑。 采

3、用成核-晶化隔離法制備了MgAl-CO3-LDHs/C雜化復(fù)合前體，靜態(tài)空氣氣氛中，不同溫度焙燒得到鎂鋁復(fù)合氧化物型固體堿催化劑，采用XRD、FT-IR、TG/DTA、BET、TEM、SEM、SEM-EDS和苯酚吸附等表征技術(shù)對催化劑前體的結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性及催化劑的比表面積、孔徑分布、表面性質(zhì)、堿性進(jìn)行了詳細(xì)研究，并以Knoevenagel縮合反應(yīng)為探針反應(yīng)研究了催化劑的堿催化性能，探討了其反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明，催化劑前體的層板金屬元素組成

4、、前體制備過程中加入碳源分子的含量以及焙燒溫度是影響催化劑活性的幾個主要因素。以鎂鋁比為3：1，碳源量為金屬離子摩爾數(shù)0．5倍時(shí)得到的雜化復(fù)合前體經(jīng)500℃焙燒得到的催化劑活性最好，達(dá)到90％以上。 將成核-晶化隔離法應(yīng)用于LiAl-CO3-LDHs的制備過程，通過改變晶化過程中的溶劑，制備得到了一系列LiAl水滑石。采用XRD、TG/DTA、SEM等表征手段對水滑石前體的晶體結(jié)構(gòu)、形貌特征以及熱穩(wěn)定性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并用對其