納米孔洞金屬—有機(jī)骨架材料催化氧化動力學(xué)研究.pdf

1、 摘 要 I 摘 要 納米孔洞金屬-有機(jī)骨架材料近年來在異相催化，選擇性吸附，分離，離子交換，新型傳感器，非線性光學(xué)材料等方面展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。近年來大量新穎結(jié)構(gòu)的納米孔洞金屬-有機(jī)骨架材料被報道，但其催化性質(zhì)研究較少，關(guān)于催化動力學(xué)方面的研究更少。 本論文利用動力學(xué)方法較系統(tǒng)的研究了納米孔洞金屬-有機(jī)骨架材料的催化性質(zhì)，以分子氧或過氧化氫為氧化劑，產(chǎn)物無污染，環(huán)境友好， 同時， 動力學(xué)分析法是基于測量反應(yīng)的反應(yīng)速度以確定被測物

2、濃度或量的一種分析方法，利用此方法研究納米孔洞金屬-有機(jī)骨架材料催化有機(jī)反應(yīng)的催化活性及選擇性，快速、靈敏、準(zhǔn)確，同時對于研究和評價催化劑的活性及選擇性，以及對探討催化反應(yīng)機(jī)理具有十分重要的意義。 本論文主要研究內(nèi)容如下： 1． 以納米孔洞金屬-有機(jī)骨架材料 M3(BTC)2(H2O)x (M=CuII, CoII, NiII, BTC=間苯三酸)為催化劑，以分子氧為氧化劑，催化氧化對苯二酚，研究其催化動力學(xué)； 具有介孔尺寸的納米孔洞金

3、屬-有機(jī)骨架材料 Cu3(BTC)2、 AHU-1 為催化劑，過氧化氫為氧化劑，研究其催化氧化苯甲醇生成苯甲醛的催化反應(yīng)動力學(xué)行為，系統(tǒng)地討論了納米孔洞金屬-有機(jī)骨架材料的催化動力學(xué)，考察了具有不同孔洞尺寸的金屬-有機(jī)骨架催化劑、反應(yīng)介質(zhì)的 pH 值、催化劑與反應(yīng)底物的摩爾比、反應(yīng)溫度等因素對對苯二酚催化氧化動力學(xué)的影響， 研究結(jié)果表明， 隨著反應(yīng)介質(zhì)的 pH 值、催化劑與反應(yīng)底物的摩爾比和反應(yīng)溫度的升高，準(zhǔn)一級反應(yīng)速率常數(shù) kobsd

4、 也會隨之增大。 根據(jù)實驗結(jié)果， 討論了催化氧化反應(yīng)動力學(xué)機(jī)理， 建立了催化反應(yīng)動力學(xué)模型。 基于所建立的動力學(xué)模型和準(zhǔn)一級反應(yīng)速率常數(shù) kobsd， 計算出了催化反應(yīng)的活化能 Ea,催化劑與底物間的吸脫附平衡常數(shù) KS 以及該反應(yīng)在催化劑催化內(nèi)表面生成產(chǎn)物的表觀一級速率常數(shù) kN。 2. 不 同 孔 洞 尺 寸 及 不 同 中 心 離 子 的 納 米 孔 洞 金 屬 - 有 機(jī) 骨 架 材 料M3(BTC)2(H2O)x (M=CuI