功能化介孔材料的合成、表征及其在堿催化和氧化反應(yīng)中的研究.pdf

1、自1992年Mobil公司成功的開發(fā)出介孔M41S家族以來，介孔材料由于其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)-孔徑的可調(diào)變(2-50nm)，高的比表面積，大的孔體積以及長(zhǎng)程有序的孔結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)一直成為人們研究的重點(diǎn)。近幾年來，對(duì)于介孔材料的研究主要集中在介孔材料的特性、結(jié)構(gòu)和孔徑的控制等方面，而介孔材料表面豐富的硅羥基又為其創(chuàng)造了更大的潛在應(yīng)用價(jià)值。本論文以介孔材料MCM-41，SAB-15為載體，以有機(jī)基團(tuán)對(duì)介孔材料的表面進(jìn)行功能化修飾并考察了功能化材料對(duì)

2、堿催化反應(yīng)和氧化反應(yīng)的催化性能。主要內(nèi)容如下： 1．通過后嫁接法以γ一氨丙基三乙氧基硅烷對(duì)介孔MCM-41的表面進(jìn)行修飾，合成具有堿性活性中心的MCM-NH<,2>，通過XRD、N<,2>吸附脫附等進(jìn)行表征，結(jié)果表明MCM-NH<,2>保持了介孔材料MCM-41的典型結(jié)構(gòu)。以H<,2>O為溶劑，考察了該催化劑對(duì)Knoevenagel縮合反應(yīng)的催化性能：在較溫和的反應(yīng)條件下，不同的醛酮和含有活潑亞甲基的化合物反應(yīng)的分離收率可達(dá)78

3、-97％；水較之與其它有機(jī)溶劑更有利于反應(yīng)的發(fā)生，而且催化劑可以循環(huán)使用8次，催化性能沒有明顯下降。 2．通過一步合成法和后嫁接法將有機(jī)季銨堿嫁接在介孔SBA-15的表面，合成具有Bronsted堿中心的功能化介孔材料，XRD、N<,2>吸附脫附、EA等表明，功能化材料保持了介孔SBA-15的典型結(jié)構(gòu)，有機(jī)季銨堿功能團(tuán)成功的嫁接在了SBA-15的表面。以Knoevenagel縮合反應(yīng)考察了不同催化劑的催化性能以及溶劑的影響，結(jié)果

4、表明，在相同的反應(yīng)條件下，以后嫁接法合成的材料為催化劑，反應(yīng)的產(chǎn)率達(dá)80％，以一步合成法合成的材料為催化劑，反應(yīng)的產(chǎn)率達(dá)60％左右；溶劑對(duì)Knoevenagel縮合反應(yīng)的產(chǎn)率有很大影響，質(zhì)子化溶劑更有利于反應(yīng)的進(jìn)行。 3．通過后嫁接法合成了含有N-丙基芐胺、N-丙基鄰羥基芐胺、N-丙基對(duì)羥基芐胺的功能化SBA-15介孔分子篩，通過傅里葉紅外、XRD、N<,2>-吸附脫附對(duì)功能化SBA-15的表征表明，功能化的SBA-15保持了規(guī)

5、整有序的介孔孔道；考察了三種功能化SBA-15對(duì)：Knoevenagel縮合反應(yīng)的催化性能，結(jié)果表明，三種催化劑都具有一定堿性，在以乙醇為溶劑，50℃反應(yīng)6 h的條件下，苯甲醛和氰乙酸乙酯的反應(yīng)產(chǎn)率均達(dá)到80％左右，同時(shí)溶劑對(duì)Knoevenagel縮合反應(yīng)的產(chǎn)率有很大影響，質(zhì)子化溶劑更有利于Knoevenagel縮合反應(yīng)的進(jìn)行，其中，在相同的反應(yīng)條件下，以雙質(zhì)子溶劑乙二醇為溶劑，反應(yīng)產(chǎn)率可達(dá)90％。 4．通過后嫁接法合成了兩種過渡金屬V