功能化有序介孔材料中催化活性中心的定域構建及催化性能.pdf

1、近年來，將催化活性中心構建于特定的載體上，可使制備的催化劑具有高活性、高選擇性、易再生和能重復使用等優(yōu)點而受到廣泛的關注。在不同載體表面構建催化活性中心的研究雖然已經(jīng)取得了一定的進展，但這些研究多是基于金屬氧化物、活性炭或SiO2為載體，其表面及織構性質(zhì)難以控制，催化活性中心與載體表面弱的相互作用依舊是構建穩(wěn)定催化活性中心的障礙。因此，尋找和設計新型的能穩(wěn)定催化活性中心的載體急待開展，同時也是解決目前負載型催化劑液相環(huán)境應用困境的一個前

2、提條件。最近基于功能化有序介孔材料中定域化構建催化活性中心的少量報道已經(jīng)顯示出其作為催化劑載體的巨大潛力，亦對實現(xiàn)選擇性多相催化反應具有重要的理論意義和應用價值。
　　 本論文中，我們采用分子設計方法，合成了多種功能化有序介孔材料，并以此為載體成功構建了一系列穩(wěn)定的催化活性中心，具體內(nèi)容如下：
　　 (1)在酸性條件下，以含有三亞乙基四胺片段的有機硅氧烷為功能前驅(qū)體與TEOS共水解-縮聚，一步法制備了一種新型橋鍵嵌入型功

3、能化有序介孔材料。以硼氫化鈉為還原劑，以材料中嵌入的亞胺基層為穩(wěn)定劑，在材料孔道內(nèi)成功制備了粒徑小且分布均勻的Pt，Pd和Pt-Pd納米粒子，其粒徑分別約為1.8、1.8和2.5 nm。解決了長期以來在惰性載體表面難以獲得粒徑小且分布均勻的納米貴金屬粒子的問題。將制備的納米Pt，Pd和Pt-Pd催化劑應用于硝基苯加氫反應中，發(fā)現(xiàn)即使在15℃的條件下，Pt-Pd-PMO-SBA-15仍然具有很好的催化活性，硝基苯的轉(zhuǎn)化率和苯胺的選擇性均為

4、100％左右；并且催化劑可以重復使用5次以上。實現(xiàn)了低溫，常壓下硝基苯的高效加氫。另外還研究了用水作溶劑，以Pd-PMO-SBA-15為催化劑，苯甲醇選擇性氧化制苯甲醛的反應。在最佳優(yōu)化條件下，苯甲醇的轉(zhuǎn)化率可達97％，苯甲醛的選擇性可到100％。實現(xiàn)了苯甲醇的高效、綠色選擇性氧化，同時也擴展了該系列催化劑的應用范圍。
　　 (2)設計合成了一種新型的氨基離子液體(NH2-IL)功能前驅(qū)體，采用后嫁接方法制備了氨基離子液體功能化

5、有序介孔材料(NH2-IL-SBA-15)，利用材料中嵌入的NH2-IL來固定和分散磷鎢酸，制備了高活性、高選擇性和高穩(wěn)定性PW-NH2-IL-SBA-15催化劑。研究了該催化劑在無溶劑條件下的苯甲醇選擇性氧化反應性能，發(fā)現(xiàn)離子液體的存在顯著的提高了催化劑的催化活性和選擇性。通過對反應條件的優(yōu)化，苯甲醇的轉(zhuǎn)化率可達92％，苯甲醛的選擇性為91％；并且該催化劑可以重復使用5次以上。
　　 (3)以一種新型的雙咪唑離子液體有機硅氧烷