KOH-La2O3-MgO和La2O3-ZrO2固本超強(qiáng)堿的制備、表征和催化應(yīng)用.pdf

1、固體超強(qiáng)堿是指堿強(qiáng)度(H.)≥26的固體堿性物質(zhì)。固體超強(qiáng)堿作為催化劑,具有活性高、易與產(chǎn)物分離、反應(yīng)條件溫和及污染物少等優(yōu)良特性,是環(huán)境友好型催化劑,具有廣闊的應(yīng)用前景。目前已報(bào)道的固體超強(qiáng)堿存在種類較少、堿量偏低、制備條件要求苛刻、不易存貯等缺點(diǎn)。故開發(fā)新型固體超強(qiáng)堿具有重要意義。本文開展由復(fù)合氧化物制備新型固體超強(qiáng)堿催化劑的研究,首次得到KOH/La2O3-MgO和La2O3-ZrO2新型固體超強(qiáng)堿催化劑。借助XR-D、N2物理吸

2、附、SEM、Hammett指示劑法、CO2-TPD等表征技術(shù)對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)、堿性、形貌等進(jìn)行了表征和詳細(xì)研究,并探討所得超強(qiáng)堿在Knoevenagel縮合反應(yīng)和Michael加成反應(yīng)中的催化應(yīng)用,取得的主要研究成果如下：
　　 ⑴以鑭鎂復(fù)合氧化物L(fēng)a2O3-MgO為載體,通過研磨法制得一系列不同:KOH負(fù)載量的催化劑前軀體,再于氮?dú)饬鲃?dòng)氛圍保護(hù)下于500℃熱處理得到固體超強(qiáng)堿催化劑KOH/La2O3-MgO,其堿強(qiáng)度為26.5≤

3、H.＜33.0。KOH在La2O3-MgO載體表面最優(yōu)負(fù)載量為10wt％,相應(yīng)的超強(qiáng)堿性位達(dá)0.57 mmol/g。在室溫?zé)o溶劑條件下,所得KOH/La2O3-MgO超強(qiáng)堿可高效催化Knoevenagel縮合反應(yīng)。同時(shí),還揭示了催化劑超強(qiáng)堿性與催化性能之間的關(guān)系:堿強(qiáng)度越大,催化活性越高;在堿強(qiáng)度相同的情況下,堿量越大,催化活性越高。開發(fā)所得的KOH/La2O3-MgO超強(qiáng)堿,所需熱處理溫度較低,可通過原位熱處理產(chǎn)生活性位應(yīng)用于特定反應(yīng)

4、,解決了超強(qiáng)堿的貯存問題。此研究開辟了以復(fù)合氧化物為載體設(shè)計(jì)與制備功能型超強(qiáng)堿材料的新路線。KOH/La2O3-MgO超強(qiáng)堿將在催化領(lǐng)域和精細(xì)化學(xué)品合成領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　 ⑵采用水熱輔助的共沉淀法制備La2O3-ZrO2催化劑前驅(qū)體,再經(jīng)氮?dú)獗Ｗo(hù)于600℃下熱處理得到了超強(qiáng)堿催化劑La2O3-ZrO2,其堿強(qiáng)度為26.5≤H.＜33.0,超強(qiáng)堿量達(dá)1.36 mmol/g。La2O3-ZrO2超強(qiáng)堿具有特殊的方形柱狀形