溶膠-凝膠包容氨基酸Schiff堿金屬絡(luò)合物催化劑的制備及其性能.pdf

1、本文利用物理包容和化學(xué)鍵聯(lián)兩種方法制備了多相催化劑,從以下幾個方面進(jìn)行研究.首先以丙氨酸和水楊醛為原料,制備了均相丙氨酸Schiff堿Mn金屬絡(luò)合物,并使用傅立葉變換紅外光譜對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鑒定.通過正交試驗(yàn)考察了反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、催化劑用量、異丁醛和溶劑量對環(huán)己烯空氣環(huán)氧化的影響.確定了最佳反應(yīng)條件,即反應(yīng)10h,反應(yīng)溫度35℃,催化劑0.01mmol環(huán)己烯:異丁醛:乙腈(摩爾比)=1:2:46,此時環(huán)己烯的轉(zhuǎn)化率為98.3﹪,環(huán)氧環(huán)

2、己烷的選擇性70.6﹪.以正硅酸為前驅(qū)體,甲醇為溶劑,鹽酸為催化劑,利用溶膠-凝膠方法包容丙氨酸Schiff堿Mn金屬絡(luò)合物,制得了物理包容的催化劑,并進(jìn)行了表征.使用高效液相色譜測得在此包容的條件下包容催化劑的量,即30ml正硅酸乙酯包容0.245g催化劑.通過單因素實(shí)驗(yàn)確定了最佳包容條件:包容溫度60℃,PH值4,水解度R=6,干燥溫度80℃.此時得到的催化劑催化環(huán)己烯環(huán)氧化效果最佳,環(huán)己烯的轉(zhuǎn)化率為98.2﹪,環(huán)氧環(huán)己烷的選擇性為

3、87.2﹪,活性與均相催化劑的催化活性相當(dāng),但選擇性極大提高.采用溶膠-凝膠和化學(xué)鍵聯(lián)相結(jié)合的方法制得了多相催化劑,并進(jìn)行了表征.通過單因數(shù)實(shí)驗(yàn)確定了最佳包容條件和最佳反應(yīng)條件,即最佳包容條件:包容溫度60℃,水硅比6:1,PH=3,干燥溫度80℃:最佳反應(yīng)條件:反應(yīng)時間6h,催化劑用量0.175g,異丁醛:環(huán)己烯=2:1,溶劑量60ml,反應(yīng)溫度35℃.此時環(huán)己烯的轉(zhuǎn)化率為99.6﹪,環(huán)氧環(huán)己烷的選擇性為88.2﹪.對比均相、物理包容

4、和化學(xué)鍵聯(lián)的三種催化劑,在反應(yīng)溫度35℃,反應(yīng)時間6h,異丁醛:環(huán)己烯=2:1,溶劑量60ml時的催化性能,發(fā)現(xiàn)化學(xué)鍵聯(lián)的催化劑無論是環(huán)己烯的轉(zhuǎn)化率還是環(huán)氧環(huán)己烷的選擇性都有很大的提高.通過N2吸附發(fā)現(xiàn)它具有很大的比表面積.利用XPS對兩種多相化催化劑在同樣的反應(yīng)條件使用前后進(jìn)行表面分析,發(fā)現(xiàn)物理包容的催化劑使用一次后催化劑表面錳原子的相對含量下降25.8﹪,使用六次后減少98.5﹪,說明外表面上的錳原子基本上全部流失.而化學(xué)鍵連的催化

5、劑使用一次后錳原子的相對含量下降了17.4﹪,使用六次后下降了34.3﹪;經(jīng)ICP分析,物理包容的催化劑使用一次后金屬錳流失24.0﹪,六次后金屬流失達(dá)36.0﹪,而化學(xué)鍵聯(lián)法包容的催化劑使用前、使用一次和六次后金屬錳的含量基本保持不變.合成了3,5-二叔丁基-2-羥基苯甲醛,以它為原料制備了氨基酸Schiff堿鐵金屬絡(luò)合物,考察了其對環(huán)己烯空氣環(huán)氧化的催化活性,發(fā)現(xiàn)其催化活性很高,并有較高的選擇性.將兩種多相化催化劑分別用于催化不同底