磁性納米催化劑的制備及催化氧化合成葡醛酸的研究.pdf

1、磁性納米催化劑由于其具有高催化活性和方便的磁性回收的特性，在光催化、有機合成催化和廢水處理方面表現(xiàn)出了傳統(tǒng)催化劑無法相比的優(yōu)勢。其中合成簡單、磁性強的四氧化三鐵通常被作為催化劑載體的核心，再通過表面包覆方法即可得到分散均勻、比表面積大且具有磁性的復(fù)合納米材料，因而磁性納米催化劑得到了廣泛研究。
　　本論文以共沉淀法合成了四氧化三鐵，并通過二氧化硅包覆得到穩(wěn)定、分散性好的Fe3O4@SiO2載體，再通過表面修飾和接枝的方法得到磁性納

2、米載體，負載活性中心鈀后，進一步用聚乙稀吡咯烷酮(PVP)固定活性中心經(jīng)還原得到催化劑，或通過接枝后和錳離子配位得到配合物催化劑。對各步產(chǎn)物用紅外、紫外、熱重（TGA）、透射電鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）和 X射線電子能譜（XPS）進行了結(jié)構(gòu)表征。分別考察了鈀催化劑對對硝基苯酚（4-NP）的還原性能及重復(fù)利用的使用性能，同時研究了這些催化劑對于α-D-甲基葡萄糖苷（葡甲苷）的氧化性能。主要研究工作如下：
　　1.合成了具有核

3、殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4@SiO2及包覆介孔結(jié)構(gòu)二氧化硅的Fe3O4@mp-SiO2，再通過浸漬Pd(NH3)4Cl2負載活性鈀，包覆PVP還原后得到催化劑 Fe3O4@SiO2-Pd和Fe3O4@mp-SiO2-Pd。催化劑在硼氫化鈉作為還原劑作用下對4-NP具有良好催化效果，兩個催化劑對于4-NP的還原的速率常數(shù)分別為K1=0.641 min-1，K2=0.591 min-1，且兩個催化劑重復(fù)利用5次仍具有較好的活性，轉(zhuǎn)化率均高于86％。

4、兩個催化劑催化在四倍當量的雙氧水及 pH=7-8條件下氧化葡甲苷得到葡醛酸的收率分別為39.8％和50.2％。
　　2.利用γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-巰丙基三甲氧基硅烷對Fe3O4@SiO2的表面改性，再分別以Na2[PdCl4]和PdCl2為鈀源負載活性中心，包覆PVP后還原得到催化劑Fe3O4@SiO2-NH2-Pd和Fe3O4@SiO2-SH-Pd。研究了他們對4-NP的催化還原性能，催化反應(yīng)速率常數(shù)分別為K1=0.435

5、 min-1，K2=0.514 min-1，且催化劑循環(huán)利用5次后催化活性無明顯降低。催化劑在相同條件下對于葡醛酸的收率分別為24.1％和33.71％。
　　3.用2,4-二羧基苯甲醛與乙二胺反應(yīng)（摩爾比2:1）得到雙席夫堿化合物，然后利用硼氫化鈉還原得到含酚羥基及多氮的配體(L1)；另外，利用γ-氯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑修飾 Fe3O4@SiO2表面，再分別利用Williamson合成和?；磻?yīng)與配體L1或EDT