基于keggin型多元杂多化合物的合成、表征及催化性能研究

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1、兰州理工大学硕士学位论文Keggin型多元杂多化合物的合成、表征及催化性能研究姓名：余华申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李贵贤20100420硕十学位论文摘要Keggin类是杂多化合物中最常见的一种类型，它们是兼具酸性和氧化还原性的固体双功能催化剂，具有独特的“假液相"特性；具有容易合成、价格低廉、热稳定性好、酸性和氧化还原性通过改变组成元素可在原子或分子水平上进行调节等特异性能；同时具有催化活性高、选择性好、反应条件温和及不腐蚀设备等优点。因此一直是催化和材料化学领域研究的热点，开展Keggin

2、型HPC在工业催化、环境保护及节能等方面的开发与研究都具有重要的科研价值和工业意义。本文在文献综述的基础上，研究了一系列Keggin型多元杂多化合物的酸催化和氧化催化反应性能，主要的研究内容及结论如下：1．Keggin型多元杂多化合物催化氧化苯甲醇制苯甲醛合成了一系列具有Keggin结构的P．V．Mo—W四元杂多化合物(Cpyr)3+xPVxMoyWl2吖哕040‘nH20[其中，Cpyr=(C16H32CsH4N)+，x=0，1，2和3】，采用傅里叶变换红外光谱和x射线衍射等方法表征了杂多化合物的结构；以

3、磷钒钼钨杂多化合物为相转移催化剂，用w(H202)=30％双氧水氧化苯甲醇制备苯甲醛。考察了催化剂的种类、溶剂的类型和反应条件(催化剂用量、反应温度、反应时间、H202用量)对苯甲醇氧化反应的影响。在优化条件下，即苯甲醇O．1mol、催化齐1](Cpyr)sPV2MosW5040O．04mmol、w(H202)=30％H2020．1mol、在100℃反应8h、溶剂水10mL，苯甲醇的转化率达88．51％、苯甲醛的选择性达96．06％。2．Keggin型磷钼钒杂多化合物催化氧化乙苯制苯乙酮合成了一系列具有Ke

4、ggin结构的P．Mo．V杂多化合物(Cpyr)3+xPMol2吖V工040。nH20[其中，Cpyr=(C16H32CsH4N)+，x=O，1，2和3】，采用傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等方法表征了杂多化合物的结构：以磷钼钒杂多化合物为相转移催化剂，用w(H202)=50％的双氧水氧化乙苯制备苯乙酮，考察了催化剂的种类、溶剂的类型和反应条件(催化剂用量、反应温度、反应时间、H202用量)对乙苯氧化反应的影响。在优化条件下，即乙苯25retool、催化剂(Cpyr)5PM010V20400．2mmol、w

5、(H202)=50％H2020．1tool、在70℃反应8h、溶剂乙酸25mL，乙苯的转化率达到80．75％、苯乙酮的选择性达到81．46％。3．Keggin型多元杂多酸催化合成苯乙酮环乙二缩酮合成了一系列具有Keggin结构的P．V．Mo．W四元杂多酸H3+xPVxMoyWt2*，040'nH20(其中，x=l，2和3)，采用傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等方法表征了杂多酸的结构；以磷钒钼钨杂多酸为催化剂合成苯乙酮环乙二缩酮。考察了催化剂的种类、醇酮摩尔比、带水剂的种类和反应条件(催化Keggin犁多元杂

6、多化合物的合成、表征及催化性能研究!I__II_mIII曼曼曼!曼皂曼皇曼量曼曼曼曼曼曼曼皇量曼曼剂用量、带水剂用量、反应温度、反应时间)对苯乙酮乙二醇缩酮反应的影响。在优化条件下，即苯乙酮0．1mol、乙二醇0．14mol、催化剂H6PVsMoW80400．4mmol、在110℃反应6h、带水剂环己烷15mL，苯乙酮的转化率达到84．10％、苯乙酮环乙二缩酮的选择性达到99．42％。关键词：Keggin型杂多化合物；催化氧化；苯甲醇；苯甲醛：乙苯；苯乙酮；苯乙酮环乙二缩酮lI硕士学位论文AbstractT

7、heKeggintypeofheteropolycompounds(HPC)isverycommonandpossessofuniqueproperties．-thedouble—functionalpropertyofacidityandredox，andthepseudoliquid-phasecharacteristic．Theyhavebeeninvestigatedextensivelyincatalyticfieldandmaterialchemistryfortheirhighcatalyti

8、cperformanceandselectivity，moderatereactionconditions，non-corrosion，theireasysynthesis，lowcost，goodthermalstability，especiallyfortheirredoxandacidicpropertiescanbecontrolledatatomicormolecularlevelsbychanging