KOH-SnO2固體超強(qiáng)堿的制備、表征和催化應(yīng)用.pdf

1、固體超強(qiáng)堿是指堿強(qiáng)度(Hammett函數(shù))H-大于26的固體堿性物質(zhì)。與傳統(tǒng)的液體堿催化劑相比，固體超強(qiáng)堿的催化活性極高，選擇性好，反應(yīng)條件溫和;催化劑易與產(chǎn)物分離，后處理簡單，可回收重復(fù)使用;對反應(yīng)設(shè)備的腐蝕性小，生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的廢液、廢渣少，是一個綠色化學(xué)生產(chǎn)過程。固體超強(qiáng)堿催化劑由于本身具備的這些優(yōu)異的催化性能和特點，符合當(dāng)前倡導(dǎo)的環(huán)境友好催化劑及新型綠色催化工藝的要求，可望在不久的將來替代現(xiàn)有催化劑和催化工藝，成為新一代環(huán)境友好

2、型功能催化材料。
　　本文以氧化石墨烯為模板劑，在回流老化的條件下先合成SnO2載體，然后再以不同含量的KOH對其進(jìn)行修飾，經(jīng)N2氛圍下熱處理得到形貌規(guī)整和高熱穩(wěn)定的KOH/SnO2固體超強(qiáng)堿，采用XRD、SEM、低溫N2吸脫附法、FT-IR、CO2-TPD、Hammett指示劑法等固體催化劑表征技術(shù)對催化劑的組成結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)、比表面積、孔徑分布和堿性進(jìn)行了詳細(xì)的研究。并利用Knoevenagel縮合反應(yīng)和合成4H-吡喃衍生物的

3、三元縮合反應(yīng)為模型反應(yīng)探討了催化劑的催化活性。此外，還考察了KOH負(fù)載量對催化劑的催化活性的影響，并關(guān)聯(lián)了催化劑的超強(qiáng)堿性與催化性能之間的關(guān)系。取得的研究成果如下:
　　(1)利用氧化石墨烯為硬模板劑控制載體SnO2的形貌和孔道結(jié)構(gòu)，制備出一種具有均一尺寸，直徑約為25nm的類似球形的納米二氧化錫基固體超強(qiáng)堿。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)KOH負(fù)載量為20wt.％時，該材料具有最高的堿強(qiáng)度和超強(qiáng)堿量，其堿強(qiáng)度為26.5≤H-＜33.0，超強(qiáng)堿量高

4、達(dá)1.362mmol/g。此研究為制備固體超強(qiáng)堿提供了新載體，增加了固體超強(qiáng)堿的種類，拓寬了固體超強(qiáng)堿的研究領(lǐng)域。
　　(2)將KOH/SnO2固體超強(qiáng)堿催化劑應(yīng)用于催化醛與活潑亞甲基化合物的Knoevenagel縮合反應(yīng)和醛、丙二腈與乙酰乙酸乙酯一鍋法合成4H-吡喃衍生物的三元縮合反應(yīng)時，均表現(xiàn)出較高的催化活性和選擇性，而且反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時間短，催化劑可回收重復(fù)利用，分離過程簡單。此外，結(jié)合表征結(jié)果初步揭示了催化劑的超強(qiáng)堿性