多酸@氧化鋁多級結(jié)構(gòu)催化劑的設(shè)計與氧化催化性能研究.pdf

1、多金屬氧酸鹽(Polyoxometalates,即POMs)是一類離散型陰離子金屬氧化物(Mo,V,W和Nb等),多酸具有豐富的結(jié)構(gòu)類型,而且處于最高氧化態(tài),使其具有廣泛的物理化學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用,如催化、電化學(xué)、光學(xué)等。然而,多酸在溶液中具有高溶解性和易結(jié)晶性,而且多酸陰離子與其反離子在晶體結(jié)構(gòu)中的相互作用非常弱,導(dǎo)致其具有低的晶格能。這些不足限制了多酸的應(yīng)用。因此,多酸催化的研究逐漸轉(zhuǎn)向多相催化劑的合成,這種催化劑可以實(shí)現(xiàn)良好的催化劑循環(huán)

2、回收利用,得到優(yōu)異的選擇性。對于制備多酸基多相催化劑,固載是目前的研究熱點(diǎn)之一。近年來,許多研究報道了多酸的固載化,如將多酸固載于Al2O3、SiO2、沸石、ZrO2、活性炭等。然而已報道的多相催化體系都存在一些問題:利用靜電相互作用將多酸負(fù)載于載體上,容易出現(xiàn)多酸流失;而將負(fù)載的多酸多相催化劑進(jìn)行焙燒,多酸結(jié)構(gòu)易坍塌,形成多組分,導(dǎo)致無法認(rèn)清何種結(jié)構(gòu)起主要作用。因此,制備組分單一、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的多酸基負(fù)載型催化材料具有很重要的意義。

3、>　　本論文以解決多酸基負(fù)載型催化材料工業(yè)化應(yīng)用過程中存在的問題為出發(fā)點(diǎn),將Dawson型空位多酸負(fù)載到球形γ-Al2O3上,成功克服了傳統(tǒng)多酸基負(fù)載型催化材料工業(yè)化應(yīng)用中的不足之處,并且對其的催化性能進(jìn)行研究,主要內(nèi)容包括以下兩方面:
　　1、將Dawson型多酸(P2W15)與球形γ-Al2O3在酸性條件下通過縮合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)多酸的固載化,制備新型POMs@Al2O3納米復(fù)合催化材料即P2W15@Al2O3。將P2W15@Al2O

4、3作為多相催化劑用于催化硫醚氧化反應(yīng),不僅對反應(yīng)有著優(yōu)異的催化活性,而且回收簡單,并且能夠保持較高的催化活性。
　　2、在P2W15@Al2O3納米復(fù)合催化材料的基礎(chǔ)上,將離子液體連接到多酸的氧化鋁表面的羥基上,利用離子液體的相轉(zhuǎn)移作用,克服多酸在有機(jī)反應(yīng)中與底物接觸不良的困難,成功制備新型IL@POMs@Al2O3材料,即IL@P2W15@Al2O3。并將其用作多相催化劑,作用于油品二苯并噻吩的脫硫反應(yīng)中,在反應(yīng)中催化劑不僅展現(xiàn)