磁性納米固體酸的合成及其催化烯烴環(huán)氧化性能研究.pdf

1、眾所周知，液體酸作為一類重要的催化劑在石油精煉以及藥物合成等化工生產(chǎn)領(lǐng)域占有至關(guān)重要的位置。由于這類催化劑的使用存在諸如催化劑不易從產(chǎn)物中回收利用、設(shè)備腐蝕嚴重以及有害廢物排放量大等缺點，在倡導(dǎo)資源、經(jīng)濟、環(huán)境、社會和諧發(fā)展的時代背景下，其被環(huán)境友好而又容易分離的固體酸所取代已是大勢所趨。近年來，磁性納米固體酸因其較高的催化效率、良好的穩(wěn)定性和循環(huán)性而受到越來越多的關(guān)注。本文綜合利用傳統(tǒng)的液相合成方法結(jié)合表面修飾技術(shù)，通過分步法制得具有

2、核殼結(jié)構(gòu)的近乎單分散的磁性γ-Fe2O3@C@MoO3納米固體酸，然后測試了該復(fù)合材料對過氧化氫叔丁基與烯烴的環(huán)氧化反應(yīng)的催化性能，并以環(huán)辛烯的環(huán)氧化反應(yīng)為模板具體考察了反應(yīng)溫度以及反應(yīng)時間對實驗結(jié)果的影響，同時也研究了催化劑的循環(huán)性能，最后結(jié)合實驗數(shù)據(jù)以及相關(guān)文獻提出新的催化反應(yīng)機理。具體研究內(nèi)容如下:
　　1.首先采用溶劑熱法制備粒徑大約為300 nm的γ-Fe2O3磁性納米粒子，并以葡萄糖為碳源通過水熱法在其表面包覆碳層，隨

3、后用聚電解質(zhì)PDDA進行修飾以改變其表面的電性，促進三氧化鉬前驅(qū)體在其表面的固載，最后在乙二醇與水的混合體系中通過水熱法得到最終產(chǎn)物γ-Fe2O3@C@MoO3復(fù)合納米粒子。SEM、TEM、XRD、XPS等表征結(jié)果證明所制備的復(fù)合納米粒子為核殼結(jié)構(gòu)且分散性較好同時具有超順磁性;
　　2.通過異相催化過氧化氫叔丁基環(huán)氧化環(huán)辛烯和苯乙烯的反應(yīng)研究其催化性能，實驗結(jié)果表明以四氯化碳為溶劑，該催化劑在用量極低（0.5 mol％）的情況下，

4、于80℃下反應(yīng)6h，環(huán)辛烯的轉(zhuǎn)化率達到97％，環(huán)氧環(huán)辛烷的選擇性接近100％，轉(zhuǎn)化頻率(TOF)為66.7 h-1，而苯乙烯在相同條件下反應(yīng)12h，其轉(zhuǎn)化率也達到98.4％。然后以環(huán)辛烯的環(huán)氧化反應(yīng)為模型實驗，具體研究了反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間對催化反應(yīng)結(jié)果的影響以及催化劑的循環(huán)使用性能。后續(xù)的循環(huán)實驗證明所合成的納米粒子不僅具有優(yōu)異的磁分離性能，而且穩(wěn)定性好。在9次循環(huán)使用中，催化劑沒有表現(xiàn)出明顯的失活現(xiàn)象;
　　3.基于實驗數(shù)據(jù)并結(jié)