功能化固載離子液體催化劑的制備及其在酯水解-Knoevenagel反應中的應用研究.pdf

1、由于離子液體具有可修飾、調(diào)變的陰陽離子結構，因此可根據(jù)應用需求，引入不同的官能團，設計具有特征功能的離子液體，從而拓展離子液體在催化領域的發(fā)展空間。但對于均相離子液體催化體系來說，存在離子液體價格較高、用量大、不易于分離提純等缺點，所以必須通過吸附或者接枝的方法將功能離子液體固載于載體上，從而把離子液體的特性轉移到固體上，克服實際應用中的困難。這樣對于室溫下呈液態(tài)的反應物和產(chǎn)物，固載離子液體與反應混合物的分離也容易實現(xiàn)，且催化劑的催化活

2、性高及目標產(chǎn)物的選擇性好。因此，功能化固載離子液體催化劑既具有均相液體催化劑的優(yōu)良性能，又克服了均相液體催化劑在反應體系中難分離、不能重復利用等缺點，符合綠色化學的要求。其對實現(xiàn)選擇性多相催化反應及在工業(yè)連續(xù)應用方面具有重要的理論意義，表現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。因此，將離子液體的功能化和固載化兩者特點結合起來將具有很大實際意義。
　　 本論文中，制備合成了功能化丙氨酸固載離子液體IL-Ala/SiO2、具有雙堿性位點的羥基功能化固載

3、離子液體IL-OH/SBA-15及氨基功能化固載離子液體催化劑，并用以考察了對碳酸丙烯酯水解/Knoevenagel反應的催化性能，具體內(nèi)容如下：
　　 (1)成功將有機小分子L-丙氨酸制備合成了離子液體功能化丙氨酸(IL-Alanine)，然后采用溶膠-凝膠法制備以SiO2為載體的固載化離子液體催化劑(IL-Ala/SiO2)。并用紅外、核磁、熱重、N2吸附-脫附、透射電鏡、X射線衍射等手段對其進行了表征。考察了其對碳酸丙烯酯

4、(PC)水解反應的催化活性，結果表明：在有足夠的水的條件下，反應溫度140℃，催化劑的用量9％(wt)，反應時間為3.5h，使PC水解反應在不需要反應釜的常壓的圓底燒瓶中進行冷凝回流也能進行，選擇性和產(chǎn)率均大于99％，該催化劑具有重復使用性，并且很容易分離。
　　 (2)從陰陽離子兩方面著手，設計合成了一個具有雙堿性位點的羥基功能化固載離子液體IL-OH/SBA-15催化劑。并用FT-IR、TG、XRD、TEM和N2吸附-脫附測

5、試技術對催化劑進行了表征。通過表征分析可知，與純硅SBA-15相比，固載催化劑的比表面積、孔容和孔徑有一定程度的減小，但是其保持了SBA-15分子篩高度有序的P6mm(二維六方相)結構。考察了其在催化苯甲醛和丙二腈Knoevenagel反應中的催化活性。結果表明：在反應溫度60℃，催化劑的用量4％(wt)，反應時間為14min，溶劑為乙醇時取得了最好的催化效果，取得了96.6％的產(chǎn)率。除此之外，固載催化劑具有良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，

6、與底物及產(chǎn)物容易分離，且具有重復使用性，至少可重復使用6次，催化劑的活性基本不變。
　　 (3)在咪唑陽離子上引進堿性基團，合成了具有一個堿性位點的咪唑類功能離子液體，并將其固載到介孔分子篩SBA-15上，制得功能化三乙胺固載離子液體材料。并用紅外、熱重、X射線衍射、透射電鏡和N2吸附-脫附等測試技術對催化劑進行了表征。通過表征分析可知，與純硅SBA-15相比，固載催化劑的比表面積、孔容和孔徑有一定程度的減小。考察了其在碳酸丙烯