嫁接型Preyssler結(jié)構(gòu)雜多酸催化劑制備及其酯化反應(yīng)性能的研究.pdf

1、針對固體雜多酸催化劑存在比表面小和易溶于極性體系的缺點(diǎn)，嘗試采用嫁接法，將雜多酸固載于合適的載體上并使其結(jié)合牢固不易溶脫，不僅能保持雜多酸的優(yōu)良催化性能，還可方便重復(fù)利用。
　　 本文采用氨基嫁接法合成的催化劑具有活性成分不易溶脫、重復(fù)使用性能好的特點(diǎn)。這種方法是利用硅烷偶聯(lián)劑(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)對多孔材料表面進(jìn)行硅氨基修飾，使原本弱酸性的硅羥基表面成為堿性胺基，并通過強(qiáng)化學(xué)作用力與雜多酸結(jié)合，從而使雜多酸固載于材料表面，

2、提高了雜多酸的分散性和抗溶脫性。
　　 論文的主要工作是合成了新型結(jié)構(gòu)Preyssler雜多酸催化劑，并將其錨定在二氧化硅和SBA-15上，得到的固體樣品用X射線衍射(XRD)、Hammett指示劑、液N2吸附、紅外光譜(FT-IR)和紫外可見分光光度法(UV-Vis)表征了催化劑的物化性質(zhì)，并測試在醋酸和正丁醇的酯化反應(yīng)中的催化性能。主要結(jié)果如下：
　　 1.FT-IR結(jié)果證明，成功地制備出Preyssler結(jié)構(gòu)雜多酸

3、，并通過醋酸與正丁醇的酯化反應(yīng)來測試其催化性能。在酸醇摩爾比為1:1，反應(yīng)溫度為120℃，催化劑在反應(yīng)體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25wt.％，反應(yīng)時(shí)間90min的條件下，正丁醇轉(zhuǎn)化率高達(dá)98.5％，乙酸丁酯選擇性為100％。重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Preyssler雜多酸催化劑具有優(yōu)異的重復(fù)使用性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
　　 2.通過嫁接法將Preyssler雜多酸固載于由γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的二氧化硅的表面上。所得樣品(Preyssle

4、r/F-silica)通過FT-IR表征證明Preyssler固載于二氧化硅表面并保持其本身雜多酸結(jié)構(gòu)。UV-Vis測試結(jié)果計(jì)算出有14.3wt.％Preyssler雜多酸固載于功能化二氧化硅上。在醋酸與正丁醇的酯化反應(yīng)中，Preyssler/F-silica在反應(yīng)體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5wt.％，酸醇摩爾比為1:1，反應(yīng)溫度為120℃，反應(yīng)時(shí)間為140min條件下，正丁醇轉(zhuǎn)化率為46.7％，乙酸正丁酯的選擇性為100％。而與負(fù)載型雜多

5、酸催化劑(15％Preyssler/silica)相比較，Preyssler/F-silica表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)拇呋阅?，但?次循環(huán)反應(yīng)結(jié)果表明出其具有良好的抗溶脫性和重復(fù)使用性能。
　　 3.通過嫁接法分別將Preyssler和Keggin結(jié)構(gòu)磷鎢酸錨定在由氨基修飾的SBA-15表面上，得樣品PNS和KNS。通過X射線衍射(XRD)、Hammett指示劑、液N2吸附、紅外光譜(FT-IR)和紫外可見分光光度法(UV-Vis)等多種

6、表征手段，顯示出雜多酸固載于載體表面并分別保持Preyssler和Keggin雜多酸結(jié)構(gòu)，并且樣品具有規(guī)整的介孔結(jié)構(gòu)。UV-Vis測試結(jié)果計(jì)算出PNS和KNS分別固載25wt.％Preyssler雜多酸和37wt.％Keggin雜多酸。在乙酸與正丁醇的酯化反應(yīng)中，樣品PNS和KNS的正丁醇轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到63.8％和61.2％，而且乙酸正丁酯的選擇性都為100％。與浸漬法合成的缺乏催化穩(wěn)定性的負(fù)載型雜多酸催化劑25wt.％PS和37wt.