全氟丁基磺酰亞胺的二氧化硅固載與催化應(yīng)用.pdf

1、近二十年來，固體酸催化在理論和實踐上獲得長足進(jìn)展。目前關(guān)于有機酸的固載化研究，主要集中在氧酸(磺酸，全氟烷基磺酸)。氮酸和碳酸具有更強的本征酸性和優(yōu)秀的催化性能，但固載化研究較少。
　　 雙全氟烷基磺酰亞胺是一類新型含氟有機氮超強酸，和相應(yīng)的氧超酸CF3SO3H相比，其共軛堿的負(fù)電荷高度分散到更多的原子上，具有比CF3SO3H更強的酸性。氮酸的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，眾多不同結(jié)構(gòu)的衍生物已被合成報道，相對碳酸更容易實現(xiàn)固載。
　　

2、 以無機材料作為載體，將均相催化劑負(fù)載化是制備高效、環(huán)境友好和可循環(huán)利用的“綠色”清潔催化劑的一個重要的研究方向。
　　 本文成功合成幾種可聚合多氟氮酸單體，采用DSC技術(shù)對各單體的聚合性能進(jìn)行研究，并選擇對苯乙烯磺?；』酋啺封c（3）為聚合單體，進(jìn)行氮酸的聚合和固載化研究。
　　 單體3能通過K2S2O8引發(fā)均聚，強酸性均聚物聚對苯乙烯磺?；』酋啺罚≒SFSI）通過浸漬法負(fù)載到介孔分子篩SBA-15上

3、，獲得酸性復(fù)合物PSFSI/SBA-15。PSFSI/SBA-15的酸負(fù)載量和酸強度分別通過酸堿滴定法和Hamett指示劑法測定，性質(zhì)和結(jié)構(gòu)經(jīng)FT-IR, XRD, TEM/SEM, XPS, TG和N2吸附——脫附技術(shù)進(jìn)行表征和驗證。PSFSI/SBA-15熱穩(wěn)定性達(dá)210℃，最大酸負(fù)載量0.87 mmol/g時，能保持載體的有序介孔結(jié)構(gòu)，酸度函數(shù)在-8至-11之間，強于普通的磺酸樹脂。PSFSI/SBA-15用于溫和條件下催化雙吲哚

4、甲烷（DIMs）衍生物和1, 2-二取代苯并咪唑的合成，表現(xiàn)出良好的催化活性和一定的可循環(huán)使用性能。但在極性大的溶劑中，催化劑有效組分存在流失現(xiàn)象。
　　 為了解決催化劑流失問題，進(jìn)一步采用兩步溶膠——凝膠法制得固體酸PSFSI-MSMA/SiO2。使用單體3與γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MSMA）形成帶硅氧烷基團的功能化預(yù)聚體，預(yù)聚體與原硅酸四乙酯（TEOS）共聚縮合后得到固體酸，F(xiàn)T-IR, XRD, TEM/SEM

5、, XPS, TG和N2吸附——脫附技術(shù)對性質(zhì)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征和驗證，酸含量0.66 mmol/g。PSFSI-MSMA/SiO2具有良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，催化酯化反應(yīng)，在120℃下連續(xù)使用7次無明顯活性損失。催化劑有效組分不流失，是一類新型耐水性固體酸。
　　 本文首次將多氟氮酸的聚合物成功負(fù)載于多孔無機載體上，獲得一類催化性能良好的固體酸。耐水性固體酸PSFSI-MSMA/SiO2處理方便，循環(huán)性能好，是一類綠色環(huán)保的催