功能化介孔材料的合成、表征及其在堿催化和氧化反應中的研究.pdf

1、自1992年Mobil公司成功的開發(fā)出介孔M41S家族以來，介孔材料由于其本身的結構特點-孔徑的可調變(2-50nm)，高的比表面積，大的孔體積以及長程有序的孔結構等特點一直成為人們研究的重點。近幾年來，對于介孔材料的研究主要集中在介孔材料的特性、結構和孔徑的控制等方面，而介孔材料表面豐富的硅羥基又為其創(chuàng)造了更大的潛在應用價值。本論文以介孔材料MCM-41，SAB-15為載體，以有機基團對介孔材料的表面進行功能化修飾并考察了功能化材料對

2、堿催化反應和氧化反應的催化性能。主要內容如下： 1．通過后嫁接法以γ一氨丙基三乙氧基硅烷對介孔MCM-41的表面進行修飾，合成具有堿性活性中心的MCM-NH<,2>，通過XRD、N<,2>吸附脫附等進行表征，結果表明MCM-NH<,2>保持了介孔材料MCM-41的典型結構。以H<,2>O為溶劑，考察了該催化劑對Knoevenagel縮合反應的催化性能：在較溫和的反應條件下，不同的醛酮和含有活潑亞甲基的化合物反應的分離收率可達78

3、-97％；水較之與其它有機溶劑更有利于反應的發(fā)生，而且催化劑可以循環(huán)使用8次，催化性能沒有明顯下降。 2．通過一步合成法和后嫁接法將有機季銨堿嫁接在介孔SBA-15的表面，合成具有Bronsted堿中心的功能化介孔材料，XRD、N<,2>吸附脫附、EA等表明，功能化材料保持了介孔SBA-15的典型結構，有機季銨堿功能團成功的嫁接在了SBA-15的表面。以Knoevenagel縮合反應考察了不同催化劑的催化性能以及溶劑的影響，結果

4、表明，在相同的反應條件下，以后嫁接法合成的材料為催化劑，反應的產(chǎn)率達80％，以一步合成法合成的材料為催化劑，反應的產(chǎn)率達60％左右；溶劑對Knoevenagel縮合反應的產(chǎn)率有很大影響，質子化溶劑更有利于反應的進行。 3．通過后嫁接法合成了含有N-丙基芐胺、N-丙基鄰羥基芐胺、N-丙基對羥基芐胺的功能化SBA-15介孔分子篩，通過傅里葉紅外、XRD、N<,2>-吸附脫附對功能化SBA-15的表征表明，功能化的SBA-15保持了規(guī)

5、整有序的介孔孔道；考察了三種功能化SBA-15對：Knoevenagel縮合反應的催化性能，結果表明，三種催化劑都具有一定堿性，在以乙醇為溶劑，50℃反應6 h的條件下，苯甲醛和氰乙酸乙酯的反應產(chǎn)率均達到80％左右，同時溶劑對Knoevenagel縮合反應的產(chǎn)率有很大影響，質子化溶劑更有利于Knoevenagel縮合反應的進行，其中，在相同的反應條件下，以雙質子溶劑乙二醇為溶劑，反應產(chǎn)率可達90％。 4．通過后嫁接法合成了兩種過渡金屬V