Keggin型多元雜多化合物的合成、表征及催化性能研究.pdf

1、Keggin類是雜多化合物中最常見的一種類型，它們是兼具酸性和氧化還原性的固體雙功能催化劑，具有獨(dú)特的“假液相”特性；具有容易合成、價(jià)格低廉、熱穩(wěn)定性好、酸性和氧化還原性通過改變組成元素可在原子或分子水平上進(jìn)行調(diào)節(jié)等特異性能；同時(shí)具有催化活性高、選擇性好、反應(yīng)條件溫和及不腐蝕設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。因此一直是催化和材料化學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，開展Keggin型HPC在工業(yè)催化、環(huán)境保護(hù)及節(jié)能等方面的開發(fā)與研究都具有重要的科研價(jià)值和工業(yè)意義。本文在文獻(xiàn)綜

2、述的基礎(chǔ)上，研究了一系列Keggin型多元雜多化合物的酸催化和氧化催化反應(yīng)性能，主要的研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　 ⑴Keggin型多元雜多化合物催化氧化苯甲醇制苯甲醛。合成了一系列具有Keggin結(jié)構(gòu)的P-V-Mo-W四元雜多化合物(Cpyr)3+xPVxMoyW12-x-yO40·nH2O[其中，Cpyr=(C16H32C5H4N)+，x=0，1，2和3]，采用傅里葉變換紅外光譜和X射線衍射等方法表征了雜多化合物的結(jié)構(gòu)；以磷釩

3、鉬鎢雜多化合物為相轉(zhuǎn)移催化劑，用w(H2O2)=30％雙氧水氧化苯甲醇制備苯甲醛?？疾炝舜呋瘎┑姆N類、溶劑的類型和反應(yīng)條件(催化劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、H2O2用量)對(duì)苯甲醇氧化反應(yīng)的影響。在優(yōu)化條件下，即苯甲醇0.1mol、催化劑(Cpyr)5PV2Mo5W5O400.04mmol、w(H2O2)=30％H2O20.1mol、在100℃反應(yīng)8h、溶劑水10mL，苯甲醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)88.51％、苯甲醛的選擇性達(dá)96.06％。
　

4、　 ⑵Keggin型磷鉬釩雜多化合物催化氧化乙苯制苯乙酮。合成了一系列具有 Keggin結(jié)構(gòu)的 P-Mo-V雜多化合物(Cpyr)3+xPMo12-xVxO40·nH2O[其中，Cpyr=(C16H32C5H4N)+，x=0，1，2和3]，采用傅里葉變換紅外光譜和X射線衍射等方法表征了雜多化合物的結(jié)構(gòu)；以磷鉬釩雜多化合物為相轉(zhuǎn)移催化劑，用w(H2O2)=50％的雙氧水氧化乙苯制備苯乙酮，考察了催化劑的種類、溶劑的類型和反應(yīng)條件(催化劑

5、用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、H2O2用量)對(duì)乙苯氧化反應(yīng)的影響。在優(yōu)化條件下，即乙苯25mmol、催化劑(Cpyr)5PMo10V2O400.2mmol、w(H2O2)=50％H2O20.1mol、在70℃反應(yīng)8h、溶劑乙酸25mL，乙苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到80.75％、苯乙酮的選擇性達(dá)到81.46％。
　　 ⑶Keggin型多元雜多酸催化合成苯乙酮環(huán)乙二縮酮。合成了一系列具有 Keggin結(jié)構(gòu)的 P-V-Mo-W四元雜多酸H3+xPVx

6、MoyW12-x-yO40·nH2O(其中，x=1，2和3)，采用傅里葉變換紅外光譜和X射線衍射等方法表征了雜多酸的結(jié)構(gòu)；以磷釩鉬鎢雜多酸為催化劑合成苯乙酮環(huán)乙二縮酮。考察了催化劑的種類、醇酮摩爾比、帶水劑的種類和反應(yīng)條件(催化劑用量、帶水劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間)對(duì)苯乙酮乙二醇縮酮反應(yīng)的影響。在優(yōu)化條件下，即苯乙酮0.1mol、乙二醇0.14 mol、催化劑H6PV3MoW8O400.4mmol、在110℃反應(yīng)6h、帶水劑環(huán)己烷15