功能化離子液體雜化介孔硅基材料的制備、表征及其催化作用研究.pdf

1、功能化離子液體以其優(yōu)異的熱力學穩(wěn)定性、良好的溶解性以及陰、陽離子結構可設計性，作為溶劑和催化劑在精細化工和催化反應中顯示出誘人的應用前景。針對均相催化反應中離子液體用量大且催化劑不易分離的缺點，本文利用介孔硅基材料具有可調節(jié)的納米孔道和高比表面積等優(yōu)點，將新型功能化離子液體結構引入介孔硅基材料孔道或骨架內，構建具有特殊結構和功能的催化活性中心，制備了一系列功能化離子液體雜化的新型介孔硅基材料。該類功能化離子液體雜化介孔硅基材料既保留了均

2、相離子液體催化活性高的優(yōu)點，又具有多相催化劑便于分離和可重復使用的特點。
　　 采用后嫁接法，將氯鐵酸離子液體通過咪唑陽離子嫁接到MCM-41型介孔材料孔道表面，制備了Lewis酸離子液體雜化介孔硅基材料。采用XRD、N2吸附-脫附、FT-IR和TG-DTG等表征手段對其結構進行了確證。結果表明，Lewis酸性離子液體已成功嫁接于材料孔道表面，且未影響載體的孔道特征。在Friedel-Crafts(傅-克)烷基化反應中，該負載型

3、氯鐵酸離子液體表現(xiàn)出較均相氯鐵酸離子液體更高的催化效率，催化劑用量僅為氯鐵酸離子液體用量的1/50，且可簡單分離并有效重復使用10次以上。此外，與MCM-41孔道內直接負載的FeCl3催化劑相比，重復使用性更好。
　　 設計并合成了含橋鍵型結構的咪唑離子液體硅氧烷前驅體，將其與正硅酸乙酯(TEOS)共水解-縮聚，制備了骨架中含離子液體結構的橋鍵嵌入型雜化SBA-15型介孔材料，加入氯化銦進行陰離子交換，制備了含氯銦酸離子液體結構

4、單元的雜化介孔硅基材料。采用XRD、TEM、FT-IR、NMR、N2吸附-脫附等表征手段對其結構進行了確證。在Friedel-Crafts烷基化反應中，所得催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性，且可簡單分離并有效重復使用6次以上。與直接負載于純硅介孔材料孔道內的InCl3催化劑相比，此固載型氯銦酸離子液體在重復使用過程中表現(xiàn)出更高的選擇性，且In流失程度更低。此外，該催化劑對水不敏感，反應無需嚴格控制在無水條件下進行，具有較強的工業(yè)化應用價值。<

5、br>　　 設計并合成了含胺基功能化堿性離子液體的有機硅氧烷前驅體，通過溶膠-凝膠法或后嫁接法，制備了三種堿性離子液體雜化介孔硅基材料。在以水為介質的Knoevenagel(克腦文蓋爾)反應中，三種材料均表現(xiàn)出較相應均相離子液體催化劑更高的催化活性。其中，后嫁接法制備的材料催化性能更好，特別是采用后嫁接法以SBA-15型介孔材料為載體制備的催化劑具有高效催化和有效重復的特點。此外，與胺基功能化的雜化介孔硅基材料相比，該堿性離子液體雜化

6、介孔硅基材料具有更高的重復使用性能。
　　 將咪唑離子液體嫁接到硅基SBA-15型介孔材料的孔道表面，用六甲基二硅氮烷氣相屏蔽剩余硅羥基，再與磷鎢酸進行陰離子交換，制備了磷鎢酸離子液體雜化硅基SBA-15型介孔材料。離子液體的咪唑陽離子對金屬中心的弱配位性及離子液體的極性均有利于穩(wěn)定催化反應中間體，提高了催化劑的催化活性及穩(wěn)定性。在以水為溶劑，雙氧水(30％)為氧化劑的苯甲醇氧化反應中，該催化劑表現(xiàn)出較SBA-15直接負載磷鎢酸