硅膠固載TEMPO吸附Nox催化體系對醇類的選擇氧化研究.pdf

1、醇類選擇性氧化為醛酮化合物作為一類重要官能團轉化反應，被廣泛應用于精細和專用化學品的合成。2，2，6，6-四甲基哌啶-氮氧自由基(TEMPO)，因其有溫和條件下活化分子氧實現(xiàn)高效高選擇性催化醇氧化，并具有底物普適性的特點而成為醇類選擇性氧化研究的熱點。
　　本論文利用硅膠固載TEMPO催化劑，并吸附NOx氣體為助催化劑實現(xiàn)了醇的分子氧選擇性氧化。發(fā)展了三種新型高效有機多相催化體系SA-TEMPO/NOx、SB-TEMPO/NOx和

2、S-4-OH-TEMPO/NOx。其在常溫常壓條件下，空氣中實現(xiàn)了醇的有氧氧化，同時具有高效高選擇性、環(huán)境友好、產(chǎn)物分離與催化劑回收方法簡單等優(yōu)點。
　　首先采用表面化學改性的方法將4-氧-2，2，6，6-四甲基哌啶-N-氧自由基(TEMPO)固載到硅膠表面，利用硅膠具有的縫隙和孔道吸附固定NOx氣體，制備出完整的氣固一體有機多相催化體系。系統(tǒng)的考察了硅膠孔徑和粒度在催化劑制備中的影響，最終確定以孔徑10nm左右、粒度30-60μ

3、m的SPE柱填料硅膠屬于較適合的催化劑制備基體。
　　SA-TEMPO/NOx為孔徑10nm粒度60μm的硅膠經(jīng)固載TEMPO吸附NOx所制備，應用在醇氧化中，0.5 g催化劑常溫常壓空氣中，在4.5 h內(nèi)將1mmol系列醇底物有效的氧化，轉化率和選擇性均在99％左右，且可循環(huán)利用。SB-TEMPO/NOx為孔徑10nm粒度40μm的硅膠經(jīng)固載TEMPO吸附NOx所制備，同樣反應條件下該催化劑2h內(nèi)就能達到相同的醇氧化效果。

4、>　　然后利用溶膠凝膠法制備催化劑。將TEMPO的甲醇溶液，加入正硅酸四乙酯，控制Si∶CH3OH比例為1∶1.5，在攪拌的條件下滴加0.5 mL38％鹽酸。充分醇解縮合，經(jīng)陳化洗滌，研磨過80目篩子，得到S-4-OH-TEMPO。隨后吸附NOx氣體，得到催化劑S-4-OH-TEMPO/NOx。0.5 g該催化劑常溫常壓空氣中8h內(nèi)也能將系列醇底物高效的轉化為相應醛酮化合物。
　　通過應用元素分析、紅外、氮氣吸附脫附、NOx-TP