磺化聚苯胺基固體酸的制備表征及其催化應用.pdf

1、聚苯胺(PANI)是一種高分子聚合物材料，具有特殊的光、電等性質(zhì)，被廣泛應用于反屏蔽，反腐蝕，抗靜電，導電及催化材料等方面。近年來，改性聚苯胺的應用是科研者研究的熱點，尤其是在催化領域和電化學領域?；诖?，本論文以聚苯胺為碳源、氮源為基體，對其進行改性制備了新型的磺化聚苯胺基固體酸催化劑，并研究其催化性能。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　1、以聚苯乙烯為軟膜板，苯胺為碳源和氮源，過硫酸銨為引發(fā)劑，固體SO3為磺化劑，通過乳液聚合法制

2、備了磺化空心聚苯胺基固體酸催化劑。研究表明:當苯胺單體用量為1mmol，與過硫酸銨的物質(zhì)的量為1∶1，濃硫酸磺化溫度為40℃，制備的聚苯胺基固體酸具有完整光滑的空心核殼球體結(jié)構(gòu)。同時，隨著苯胺單體用量的增加和磺化溫度的升高，空心球體聚苯胺基體逐漸出現(xiàn)破裂和塌陷，不再具有完整的空心核殼結(jié)構(gòu)。通過調(diào)控苯胺用量和濃硫酸磺化溫度，成功實現(xiàn)了對空心球體聚苯胺基固體酸形貌和粒徑的控制。
　　2、將制備的空心球體聚苯胺基體在磺化劑中進行液相磺化

3、?；腔捎霉腆wSO3溶解于1，2-二氯乙烷有機溶液中進行。在室溫下，磺化1h后制得到磺化空心球體聚苯胺基固體酸催化劑。采用SEM、TEM、XRD、IR、XPS和TG對其進行表征。通過IR和XPS結(jié)果表明:聚苯胺表面的S/N比由磺化前的0.5增大到3.0。通過SEM、TEM和XRD結(jié)果表明:磺化后的聚苯胺晶型更加規(guī)整，且空心球體表面完整光滑，無球體塌陷現(xiàn)象出現(xiàn)。TG結(jié)果表明:磺化后的聚苯胺在25℃～450℃下具有很好的熱穩(wěn)定性。
　

4、　3、研究了磺化空心聚苯胺基固體酸(h-SPAN)水相催化吲哚類反應的研究。結(jié)果表明，在催化劑用量為20mmol％，乙醇與水體積比為1∶9，反應溫度30℃，反應時間為10～60min，吲哚類化合物的產(chǎn)率可達70％～93.9％，催化劑重復使用7次后，產(chǎn)率下降到70％以下。
　　4、將制備的磺化聚苯胺基活性炭基固體酸SPAN@AC應用于微波合成席夫堿探針反應。結(jié)果表明，在微波功率為400W，反應時間在3～20min，催化劑用量（摩爾分

5、數(shù)）為5％，無水乙醇作溶劑，席夫堿產(chǎn)率可達80～93％，催化劑重復5次后催化活性下降。說明該催化劑具有良好的催化活性和穩(wěn)定性。
　　5、將固體酸SPAN@AC應用于催化合成環(huán)己酮甘油縮酮的探針反應。結(jié)果表明，當反應原料環(huán)己酮與甘油摩爾比為1∶1.2（以環(huán)己酮用量0.1 mol為準），催化劑質(zhì)量分數(shù)為0.1g，帶水劑為10mL，反應時間為90min條件下，縮酮產(chǎn)率達到96.5％，選擇性大于98.0％。催化劑重復使用5次后，活性開始下