納米KF-Al-,2-O-,3-的制備及其在Michael反應(yīng)中的催化性能研究.pdf

1、本文采用浸漬法制備納米KF/Al<,2>O<,3>,考查了載體、浸漬溶劑、浸漬溫度和表面活性劑對粒度的影響.在以納米γ-Al<,2>O<,3>為載體、65℃乙醇浸漬、選擇摩爾比1:1的PEG6000和PEG400混合表面活性劑的最佳浸漬條件下可獲得平均粒度在20~40nm之間的催化劑.本文選擇了丙烯腈和丙二酸二乙酯的Michael加成反應(yīng)作為探針測試催化劑的性能,研究了載體、浸漬溶劑、浸漬溫度和表面活性劑等浸漬條件與催化劑煅燒溫度、負載

2、量、催化劑用量、反應(yīng)物配比、反應(yīng)時間對反應(yīng)的影響.得到了在最佳浸漬條件下經(jīng)400℃煅燒活化,30g載體加入42.3gKF·2H<,2>O制備的負載量Z-5的納米催化劑加入0.03mol(以F-計)、反應(yīng)物酯腈比3:1、反應(yīng)1.5h時效果最好,所得產(chǎn)率達到93.3﹪.另外,研究表明納米催化劑至少重復(fù)使用5次仍能保持較高的活性,可以降低使用催化劑的成本.本文將所制備的納米KF/Al<,2>O<,3>催化劑應(yīng)用于β-取代氨基(含氮雜環(huán)基)丙酸

3、乙酯類產(chǎn)品的制備,發(fā)現(xiàn)納米催化劑安全、高效、方便、溫和、迅速、易于分離,較普通催化劑有更好的催化性能.另外,通過這些實驗證明了納米KF/γ-Al<,2>O<,3>催化劑對Michael加成反應(yīng)具有最佳負載量Z-5.本文結(jié)合納米催化劑的表征,研究了其在Michael加成反應(yīng)中的活性機理.通過ICP元素分析、透射電鏡分析(TEM)、紅外光譜分析(I.R.)、X射線衍射分析(XRD)、程序升溫脫附分析(CO<,2>-TPD)、光電子能譜分析(

4、XPS)等表征手段,肯定了KF負載在納米Al<,2>O<,3>上產(chǎn)生強堿位,納米催化劑是一種固體超強堿,存在明顯的三個堿中心,其中兩個在此反應(yīng)中起關(guān)鍵作用,它們可能是K<,3>AlF<,6>和Al<,2>O<,3>表面羥基與F<'->以氫鍵連接形成[Al-OH…F<'->]物種.本文的研究結(jié)果,從催化劑自身開辟新的研究路線來提高了KF/Al<,2>O<,3>的活性,對確定KF/Al<,2>O<,3>催化劑的活性中心給出了有力的證據(jù),對催