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

1、由于離子液體具有可修飾、調(diào)變的陰陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)，因此可根據(jù)應(yīng)用需求，引入不同的官能團(tuán)，設(shè)計(jì)具有特征功能的離子液體，從而拓展離子液體在催化領(lǐng)域的發(fā)展空間。但對(duì)于均相離子液體催化體系來(lái)說(shuō)，存在離子液體價(jià)格較高、用量大、不易于分離提純等缺點(diǎn)，所以必須通過(guò)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(zhuǎn)移到固體上，克服實(shí)際應(yīng)用中的困難。這樣對(duì)于室溫下呈液態(tài)的反應(yīng)物和產(chǎn)物，固載離子液體與反應(yīng)混合物的分離也容易實(shí)現(xiàn)，且催化劑的催化活

2、性高及目標(biāo)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(yīng)體系中難分離、不能重復(fù)利用等缺點(diǎn)，符合綠色化學(xué)的要求。其對(duì)實(shí)現(xiàn)選擇性多相催化反應(yīng)及在工業(yè)連續(xù)應(yīng)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(diǎn)結(jié)合起來(lái)將具有很大實(shí)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(diǎn)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(duì)碳酸丙烯酯水解/Knoevenagel反應(yīng)的催化性能，具體內(nèi)容如下：
　　 (1)成功將有機(jī)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(duì)其進(jìn)行了表征。考察了其對(duì)碳酸丙烯酯

4、(PC)水解反應(yīng)的催化活性，結(jié)果表明：在有足夠的水的條件下，反應(yīng)溫度140℃，催化劑的用量9％(wt)，反應(yīng)時(shí)間為3.5h，使PC水解反應(yīng)在不需要反應(yīng)釜的常壓的圓底燒瓶中進(jìn)行冷凝回流也能進(jìn)行，選擇性和產(chǎn)率均大于99％，該催化劑具有重復(fù)使用性，并且很容易分離。
　　 (2)從陰陽(yáng)離子兩方面著手，設(shè)計(jì)合成了一個(gè)具有雙堿性位點(diǎn)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(cè)

5、試技術(shù)對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。通過(guò)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(jié)構(gòu)?？疾炝似湓诖呋郊兹┖捅鍷noevenagel反應(yīng)中的催化活性。結(jié)果表明：在反應(yīng)溫度60℃，催化劑的用量4％(wt)，反應(yīng)時(shí)間為14min，溶劑為乙醇時(shí)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(xué)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(fù)使用性，至少可重復(fù)使用6次，催化劑的活性基本不變。
　　 (3)在咪唑陽(yáng)離子上引進(jìn)堿性基團(tuán)，合成了具有一個(gè)堿性位點(diǎn)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(cè)試技術(shù)對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。通過(guò)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?？疾炝似湓谔妓岜?/p>