杂多酸的固载化─关于制备负载型酸催化剂的一般原理

杂多酸同时具有酸和氧化－还原的催化特性，有着很广泛的应用前景．这类化合物在一系列精细合成中取代硫酸作为催化剂以满足环保的要求，显示出了很大的潜力．杂多酸固载化后，不仅能在液相氧化和酸催化反应中把催化剂从反应介质中很方便地分离出来，而且还为这类均相催化反应的多相化，甚至利用催化蒸馏新工艺等创造了应有的条件，可以使生产工艺大大简化，获得更广泛的应用．本文以很好表征过的多种孔性材料，包括氧化物，如Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、硅藻土、膨润土和来源不同的活性炭为载体，考察了负载杂多酸催化剂的催化活性．在大量前期工作的基础上，通过总结载体对固载杂多酸催化活性的影响等，探讨载体的内在性质在杂多酸固载、吸附和催化反应中的作用本质，为由吸附法制备各种负载型固体酸催化剂在液相中的应用提供可资参考的模型．     

钼钒砷三元杂多酸氧化还原性能研究

杂多酸应用十分广泛 ,作为催化剂是迄今为止的一项最广泛、最重要、最具前途的应用。已经用杂多化合物作为催化剂实现工业化的大型项目有八个[1] ,创造了良好的经济效益和社会效益。杂多酸具有酸性和氧化性 ,作为酸型、氧化型或双功能催化剂 ,应用于许多均相和多相催化反应中。其中 ,具有 Keggin结构的杂多酸显示出良好的催化活性 ,是被广泛应用的酸种之一。杂多酸组成元素众多 ,可以通过调变元素的组成和比例来调变其氧化还原性 ,以适应各种不同的催化需要 ,这对于开发新型催化剂具有重要意义。本文合成了四种钼钒砷三元杂多酸 ,经表征确…     

丙烯选择氧化制丙烯酸杂多酸催化剂的探索

丙烯选择氧化制丙烯酸是丙烯有效利用的途径之一 .目前工业上采用两步法生产 ,即丙烯先被氧化为丙烯醛 ,丙烯醛再被氧化为丙烯酸 .两步法中所使用的催化剂多为复合氧化物[1 ] .杂多酸催化剂由于富含晶格氧 ,有可能使丙烯一步被氧化为丙烯酸 [2 ] .其中具有 Keggin结构的杂多酸易于制备 ,化学稳定性及热稳定性好 ,被广泛用作多相选择氧化反应的催化剂 .我们选取 Keggin结构的杂多酸催化剂 ,调变其阴阳离子组成 ,用于丙烯一步氧化制丙烯酸 ,并对反应条件进行了考察 .1实验部分1 .1催化剂制备含铜、铬的杂多酸催化剂的制备方法见文献[3] .将三…     

杂多化合物催化丙烷的选择性氧化

杂多化合物由杂多阴离子和阳离子组成，杂多阴离子具有一定的空间结构，多种不同结合强度的晶格氧能够在氧化-还原反应中起传递电子和氧的作用。杂多化合物具有很强的酸性，可用作双功能催化剂。本文以磷、钼、钒杂多酸中掺杂过渡金属离子Cs^2 、Cu^2 、Fe^3 为催化剂，对丙烷氧化反应进行了研究。     

二氧化硅包覆的杂多酸在双氧水存在条件下催化氧化甘油（英文）

催化剂的酸性和氧化还原性在催化生物质平台分子转化过程中起着非常重要的作用,杂多酸具有较强的酸性以及优良的氧化还原性,因而杂多酸在生物质催化转化领域备受关注。本文利用溶胶-凝胶法和硅烷化方法将杂多酸催化剂封装在二氧化硅载体内部,随后以傅立叶红外光谱、X-射线衍射仪、热重分析仪、透射电子显微镜、扫描电镜等手段对合成的材料进行了表征。红外光谱表明杂多酸在催化剂中保持了其完整结构,X-射线衍射表明杂多酸高度分散在二氧化硅载体上,电镜表征显示催化剂呈球形纳米颗粒形貌。基于以上表征结果,我们将包覆的杂多酸催化剂应用于甘油氧化,在以过氧化氢为氧化剂,温和反应条件下,合成的材料对甘油氧化具有良好的催化活性,其中对甲酸的选择性大约为70%,对乙醇酸的选择性大约为27%。硅烷化过程对于催化剂循环起着重要的作用,单纯二氧化硅的比表面积为287m~2·g~(-1),二氧化硅包覆杂多酸经过硅烷化后,其比表面积降为245 m~2·g~(-1),而且孔径也有所降低。单纯二氧化硅与水的接触角为0°,而二氧化硅包覆的杂多酸在硅烷化之后的催化剂具有很强的疏水性,与水的接触角为137°。根据这些催化剂表征数据说明硅烷化过程不仅可以显著提高催化剂的疏水性,而且同时限制了载体孔径,阻止杂多酸流失到反应体系中,与传统的浸渍法将杂多酸负载在二氧化硅载体上得到的催化剂相比,催化剂的循环利用性显著提高。反应后的催化剂结构与新鲜催化剂相比,并没有发生明显变化。催化剂经过一次循环后,表面暴露了更多的活性中心,活性稍有提高。催化剂在反应体系中加入强质子酸可以显著提高反应的催化性能,揭示了Bronsted酸在甘油氧化过程中对甘油分子的活化起着重要的作用。     

微孔多酸CsxH5-xPW10V2O40/SiO2的制备及氧化催化作用

Keggin结构杂多酸在固相体系中的催化作用引起了人们的极大兴趣[1～3].性能稳定的杂多酸铯盐催化剂在非均相催化体系中已有广泛的应用,然而由于其在液固体系中通常呈现牛奶状,难以分离和重新使用,尽管化学家们以各种材料作为这些催化剂的载体进行了许多固载化尝试[4～6],但至今尚未从根本上解决这一难题.因此,开发高比表面的耐水微孔固体杂多酸催化剂是多酸催化化学领域中具有理论和实际意义的课题.本文采用Sol-Gel技术,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,水解产生的具有网络结构的SiO2凝胶为载体,在钒取代型Keggin结构杂多酸CsxH5-xPW10V2O40存在下,制得通式为CsxH5-xPW10V2O40/SiO2的固体双功能微孔杂多酸; 以30%H2O2为氧化剂,以苯甲醇氧化为模型反应,研究其液-固体系中的催化作用.     

二氧化硅包覆的杂多酸在双氧水存在条件下催化氧化甘油

催化剂的酸性和氧化还原性在催化生物质平台分子转化过程中起着非常重要的作用,杂多酸具有较强的酸性以及优良的氧化还原性,因而杂多酸在生物质催化转化领域备受关注。本文利用溶胶-凝胶法和硅烷化方法将杂多酸催化剂封装在二氧化硅载体内部,随后以傅立叶红外光谱、X-射线衍射仪、热重分析仪、透射电子显微镜、扫描电镜等手段对合成的材料进行了表征。红外光谱表明杂多酸在催化剂中保持了其完整结构,X-射线衍射表明杂多酸高度分散在二氧化硅载体上,电镜表征显示催化剂呈球形纳米颗粒形貌。基于以上表征结果,我们将包覆的杂多酸催化剂应用于甘油氧化,在以过氧化氢为氧化剂,温和反应条件下,合成的材料对甘油氧化具有良好的催化活性,其中对甲酸的选择性大约为70%,对乙醇酸的选择性大约为27%。硅烷化过程对于催化剂循环起着重要的作用,单纯二氧化硅的比表面积为287 m²·g^-1,二氧化硅包覆杂多酸经过硅烷化后,其比表面积降为245 m²·g^-1,而且孔径也有所降低。单纯二氧化硅与水的接触角为0°,而二氧化硅包覆的杂多酸在硅烷化之后的催化剂具有很强的疏水性,与水的接触角为137°。根据这些催化剂表征数据说明硅烷化过程不仅可以显著提高催化剂的疏水性,而且同时限制了载体孔径,阻止杂多酸流失到反应体系中,与传统的浸渍法将杂多酸负载在二氧化硅载体上得到的催化剂相比,催化剂的循环利用性显著提高。反应后的催化剂结构与新鲜催化剂相比,并没有发生明显变化。催化剂经过一次循环后,表面暴露了更多的活性中心,活性稍有提高。催化剂在反应体系中加入强质子酸可以显著提高反应的催化性能,揭示了Bronsted酸在甘油氧化过程中对甘油分子的活化起着重要的作用。     

反应萃取法合成戊二醛中H3PMoxW12—xO40的催化作用

杂多酸Ｈ３ＰＭｏｘＷ１２－ｘＯ４０是通过其适宜的酸性,氧化性的双功能的配合催化,使Ｈ２Ｏ２氧化环戊烯为戊二醛,液－液相转移反应萃取氧化过程是杂多酸与相转移催化剂形成油溶性配合物,此配合物在相界面被Ｈ２Ｏ２氧化为过氧化杂多酸配合物,过氧化杂多酸配合物在有机相可能机理是Ｈ２Ｏ２氧化杂多酸为过氧化杂多酸。     

磷钨钒杂多酸相转移催化剂的制备及其深度氧化脱硫性能

以钒原子取代的Keggin型磷钨杂多酸与不同的季铵类阳离子表面活性剂反应合成了一系列磷钨钒杂多酸相转移催化剂,采用红外和X射线衍射对催化剂进行了表征。以H_2O_2为氧化剂,对模型柴油的氧化脱硫反应进行了研究,考察了季胺类表面活性剂种类、不同季胺盐含量、催化剂用量、氧硫比、反应温度等参数对反应的影响。结果表明,所制备的杂多酸相转移催化剂保留有杂多酸阴离子和季铵盐阳离子的结构特征。[(C_(16)H_(33)(CH_3)_3) N]_3H[PW_(11)VO_(40)]催化剂具有最佳的氧化脱硫性能和重复使用性能,在n(催化剂)/n(模型柴油)=1∶80,n(H_2O_2)/n(模型柴油)=8∶1,反应温度50℃,反应时间3 h的反应条件下,二苯并噻吩的转化率可达到100%;催化剂重复使用五次后,转化率为99.7%。反应过程中,该催化剂与反应物形成微乳体系,如同一个均相混合物,而反应结束体系静置一段时间后,催化剂和产物又形成两相,通过离心法就可以快速分离和回收催化剂。     

异丁烷与丁烯在炭化树脂负载PW12催化剂上的烷基化(1)炭化树脂负载杂多酸催化剂的制备、表征与催化活性

研究了炭化树脂负载杂多酸催化剂的制备方法，利用IR，SEM等测试方法对催化剂进行了表征，并以异丁烷与丁烯的烷基化作为目标反应，测定了催化剂的活性，初步实验结果表明，该催化剂具有机械强度好，活性组分溶脱量少，能保持基材球状，酸强度大且活性组分分布均一及对目标反应具有较高活性等特点，是一种具有较好应用前景的新型负载杂多酸催化剂。