尖晶石型鐵酸鹽的制備及催化選擇性氧化和Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)性能的研究.pdf

1、尖晶石型鐵酸鹽復(fù)合氧化物,因其獨特的性能而在磁記錄和分離、鐵磁流體、磁共振成像(MRI)、氣體傳感器、生物醫(yī)藥和催化等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。磁性鐵酸鹽納米材料不僅具有良好的熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定性,在液相反應(yīng)中使用該類催化劑還有一個很大的優(yōu)點,就是可利用其磁性通過外加磁場很容易實現(xiàn)催化劑的分離回收。除用作催化劑外,尖晶石鐵酸鹽復(fù)合氧化物還是一類很好的磁性載體。這類材料具有很好的兼容性,與其它均相催化劑結(jié)合可實現(xiàn)其多相化,以達(dá)到催化劑的磁性回收和

2、重復(fù)使用的目的。
　　鐵酸鹽類催化劑的性質(zhì)和性能對其組成、結(jié)構(gòu)及形貌有較強(qiáng)的依賴性。近十年來,人們成功地合成了球體、線型、立方體、三角形和八面體等多種形態(tài)的尖晶石鐵酸鹽復(fù)合氧化物,極大地拓寬了這類材料在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。另外,在催化氧化反應(yīng)中,從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的角度來看,使用綠色氧化劑和溶劑的催化體系是大家所希望的,相關(guān)方面的研究也一直是催化氧化領(lǐng)域的熱點。
　　本論文以發(fā)展高活性尖晶石型鐵酸鹽催化劑為目的,主要進(jìn)行了以下研究:<

3、br>　　(1)用溶膠-凝膠自蔓延燃燒法合成了Mg1-xCuxFe2O4(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1)系列尖晶石型鐵酸鹽,以 H2O2為綠色氧化劑、水為綠色介質(zhì),考察了所得催化劑催化苯乙烯選擇性氧化的性能。實驗結(jié)果表明,Mg0.5Cu0.5Fe2O4的催化活性最高,在80 oC下反應(yīng)9 h后,苯乙烯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到21.8％,主要產(chǎn)物苯甲醛的選擇性可達(dá)到83.9%。通過對制備方法和催化劑形貌的考察,發(fā)現(xiàn)中空結(jié)構(gòu)的M

4、g0.5Cu0.5Fe2O4催化活性得到了較大提高。在TBHP引發(fā)下,該催化劑可在常壓下催化分子氧氧化苯乙烯,苯乙烯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到18.2%,主要產(chǎn)物苯甲醛和環(huán)氧苯乙烷的選擇性分別可達(dá)到49.4%和31.9%。
　　(2)制備了磁性核-殼結(jié)構(gòu)的 Fe3O4@殼聚糖希夫堿鈷(II),銅(II)和錳(Ⅱ)系列催化劑,并用紅外光譜(FT-IR),光電子能譜(XPS),X射線衍射(XRD),透射電鏡(TEM),動態(tài)光散射(DLS)和熱重(

5、TG)等方法對催化劑進(jìn)行了表征。在無溶劑和還原劑的條件下,考察了所制備催化劑催化分子氧氧化環(huán)己烯的活性。結(jié)果表明,所得催化劑具有較高的催化活性,尤其是5-硝基水楊醛希夫堿鈷(II)作為催化劑時,環(huán)己烯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)46.8%,主要產(chǎn)物環(huán)己烯酮的選擇性可達(dá)77.2%。催化劑很容易實現(xiàn)磁性分離,并且連續(xù)重復(fù)使用五次后催化活性無明顯的降低。
　　(3)以介孔分子篩SBA-15和MCM-41為模版制備了高比表面積的Cu-Pd鐵酸鹽,并用FT