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学科主题: 物理化学
题名: 多金属含氧簇在层状双氢氧化物上的组装及其烯烃催化环氧化反应研究
作者: 刘鹏
答辩日期: 2009-04-29
导师: 李灿
专业: 物理化学
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 烯烃催化环氧化是催化科学领域的重要研究方向之一,而发展简单、高效和绿色的多相环氧化催化剂一直是富有挑战性的研究课题。本论文制备了一系列层状双氢氧化物LDH组装多金属含氧簇POM催化剂,并将其应用于30% H2O2为氧源的烯烃绿色环氧化反应,详细考察了多相化催化剂的结构对环氧化反应性能的影响,取得如下主要结果: 1、采用原位自组装得到的POM溶液为催化剂前体,通过与LDH-NO3载体发生选择性离子交换,制备出高度分散且结构规整的多相化LDH-POM催化剂。研究发现具有夹心型结构的原位ZnWO更加适合于LDH的选择性组装,其不需要酸性的pH控制而能较好的保持LDH的碱性。LDH-ZnWO催化剂在不使用有机溶剂的情况下,对烯丙基醇的环氧化反应可获得高达99%的选择性、95%的H2O2利用效率和37000 h-1的TOF,并且循环使用5次性能不降低。 2、LDH-POM显示出比均相Na-POM催化剂更高的环氧化物选择性,研究发现这是由于碱性LDH帮助抑制了酸催化的环氧产物水解反应,并且MgAl型LDH更能有效地缓冲H2O2溶液的酸性并提高选择性。通过原位MgAl-NO3浆液和原位ZnWO溶液的直接组装得到的MgAl-ZnWO催化剂具有更小的颗粒、更大的比表面积和更高的催化活性,将其用于香叶醇的固定床反应,于80 oC连续反应60小时,转化率能够维持在90%以上,TON接近2000。 3、将有机或手性阴离子与ZnWO一起组装到LDH层间,制得了有机功能化或手性修饰的LDH-ZnWO催化剂。研究发现因15% W负载量的有机功能化催化剂具有水油两亲性而表现出最高的活性,并能循环使用10次活性不降低;葡萄糖酸根修饰的催化剂在TOF为17 h-1时能得到12%的ee值。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/114983
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刘鹏. 多金属含氧簇在层状双氢氧化物上的组装及其烯烃催化环氧化反应研究[D]. 中国科学院研究生院. 2009.
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