固载MnP-PGMA/SiO2催化剂的制备及其对乙苯氧化反应的催化性能

在溶液聚合体系中,将聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)接枝在硅胶微粒表面,制备了接枝微粒PGMA/SiO2;通过环氧键的开环反应,实现了Meso-四(对羟基苯基)卟啉(THPP)在PGMA/SiO2上的键合,制备了键合有羟基苯基卟啉(HPP)的HPP-PGMA/SiO2;进一步使锰盐与HPP-PGMA/SiO2发生配位反应,制备了固载MnP(锰卟啉)-PGMA/SiO2催化剂.以分子氧为氧源,将MnP-PGMA/SiO2催化剂用于乙苯氧化反应,常压下实现了乙苯向苯乙酮的转化,并探索了乙苯氧化过程中的若干规律.结果表明,MnP-PGMA/SiO2催化剂能有效活化分子氧,显著催化乙苯氧化为苯乙酮的反应过程;于95℃常压下反应12 h,苯乙酮收率接近18%,产物α-甲基苄醇的含量则极少.在催化氧化体系中,作为仿生催化剂的MnP存在最适宜用量,过量的MnP反而会抑制催化剂活性.在PGMA/SiO2表面,MnP的固载密度越小,催化剂的活性越高.在循环使用中,催化剂的活性呈升高的趋势.     

疏水缔合聚丙烯酰胺在表面活性单体胶束溶液中的制备及其流变特性

配制了表面活性单体2-丙烯酰胺基十二烷磺酸钠(NaAMC12S)与十二烷基硫酸钠(SDS)的胶束溶液,分别测定了强疏水单体N-正十二烷基丙烯酰胺(C12AM)在两种胶束溶液中的增溶性能;在此基础上,于两种胶束溶液中分别进行了丙烯酰胺(AM)与C12AM的胶束共聚合,制备了疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM),它们分别为二元共聚物C12AM/AM与三元共聚物C12AM/NaAMC12S/AM;测定了两种共聚物的红外光谱;采用荧光探针法与表观粘度法重点研究了它们的疏水缔合性与流变性能.结果表明,在表面活性单体NaAMC12S的胶束溶液中,可顺利地实现AM与疏水单体的胶束共聚合,由于表面活性单体也参与了共聚合,故制得的产物为三元共聚物C12AM/NaAMC12S/AM;与在SDS胶束溶液中制备的二元共聚物C12AM/AM相比,前者的疏水缔合性更强,其强疏水缔合性以强疏水单体C12AM的贡献为主,以表面活性单体NaAMC12S的贡献为辅.     

铕(Ⅲ)-4-乙烯基吡啶共聚物稀土高分子配合物的合成及其光物理行为的研究

以4-乙烯基吡啶（4VP）与甲基丙烯酸甲酯（MMA）的共聚物为配体，并以邻菲洛啉（Phen)及2，2′-联吡啶（Bipy)小分子配体协同反应，与Eu(Ⅲ）配位，合成了稀土高分子配合物；通过FTIR表征了配合物的结构；通过紫外光谱与荧光光谱的测定，较充分地研究了稀土高分子配合物光致发光的光物理过程，实验结果表明，4-乙烯基吡啶共聚物通过吡啶环上的氮原子与稀土离子可直接配位；小分子配体的协同配位，可使稀土离子配位数趋于满足，且由于小分子配体能有效地加强能量吸收及分子内的能量传递，大大增强了配合物的荧光强度。     

表面活性单体AMC14AB在水溶液中的聚合动力学研究

采用溴酸钾-溴化钾法研究了阳离子型表面活性单体(2-丙烯酰胺基)乙基十四烷基二甲基溴化铵(AMC14AB)在水溶液中的聚合动力学,分别考察了引发剂浓度与单体浓度对聚合速率的影响,确定了聚合速率方程,分析了聚合机理,考察了温度对聚合反应的影响,测定了聚合表观活化能。研究结果表明,由于AMC14AB在水溶液中的胶束化行为,使其具有较快的聚合速率,于60℃下聚合,40min内转化率即可达到80%以上;AMC14AB的聚合速率方程为Rp=k[M]0.92[I]0.48,说明链终止为双基终止方式,引发过程与单体无关;聚合表观活化能为80.72kJ/mol。     

水溶性聚胺PEI与铜离子螯合物结构的测定及其分析应用

使用分光光度法与电导滴定法研究了聚乙烯亚胺（PEI）与Cu^2＋的配合过程，测定了二者所形成的螯合物结构。Cu^2＋与水溶性聚胺PEI可以定量地形成四配位螯合物，而且配合过程速度很快，螯合物稳定；在用PEI水溶液滴定Cu^2＋过程中，体系的电导率快速下降，在滴定终点电导率发生了清晰的转变。建立了测定Cu^2＋的一种新方法-PEI螯合作用电导滴定法，考察了各种因素对分析方法的影响，优化了分析条件。     

聚4-乙烯基吡啶与Cu(Ⅱ)离子配合过程及配合物的结构

采用粘度法确定了聚4-乙烯基吡啶(P4VP)在乙醇/水混合溶剂中的临界交迭浓度c*, 分别在稀溶液与亚浓溶液浓度范围内, 采用光谱法与电导滴定法研究了P4VP与Cu(II)离子的配合过程及配合物的结构, 通过红外光谱(FTIR)对配合物的化学结构进行了表征, 并用差示扫描量热法(DSC)测定了配合物的热性能. 结果表明, 对于相对分子质量为1.06×105的P4VP, 其c*为15 mmol•L−1(按P4VP中的链节量计算). 在稀溶液中P4VP与Cu(II)离子形成可溶性的分子内配合物, 表观配位数为9~10；在亚浓溶液中, P4VP与Cu(II)离子发生分子间配合作用, 由于配位交联, 形成不溶性的配合物P4VP-Cu(II), 配位数为3. P4VP与Cu(II)离子形成配合物后, 玻璃化温度明显提高.     

强阴离子型丙烯酰胺共聚物P(AM-co-NaAMPS)的结构与性能

在水介质中实施了丙烯酰胺 (AM)与 2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸钠 (NaAMPS)的溶液共聚合 ,制备了组成系列变化的强阴离子型共聚物P(AM co NaAMPS) ;通过红外光谱法与元素分析法对共聚物的组成进行了表征 ;稀释外推粘度法测定了共聚物的特性粘数及Huggins常数 ;测定了共聚物纯水溶液及盐水溶液的表观粘度及高温下共聚物盐水溶液的粘度保持率 ;重点考察了共聚物的结构与组成对其各种性能的影响规律 .实验结果表明 ,在聚丙烯酰胺 (PAM)分子主链上引入NaAMPS链节后 ,磺酸根的强阴离子性与庞大侧基的位阻效应 ,赋于共聚物P(AM co NaAMPS)以优良的溶解、增稠、耐温与抗盐性能 ,且这些性能随共聚物的结构与组成的改变发生规律性的变化 .     

丙烯酰胺与4-乙烯基吡啶共聚物的季胺化及其若干性能

将丙烯酰胺 (AM)与 4 乙烯基吡啶 (4VP)的共聚物 (P(AM co 4VP) )用硫酸二甲酯季铵化 ,制备了系列吡啶季铵盐型阳离子丙烯酰胺共聚物 ,用FTIR、1 H NMR和紫外分光光度法表征了其分子结构与组成 ,并重点研究了其絮凝与缓蚀性 ,考察了阳离子度与分子量对其各种功能的影响 .研究结果表明 ,吡啶季铵盐型阳离子丙烯酰胺共聚物具有优良的絮凝 缓蚀等功能 ,且阳离子度越高 ,性能越好 ,而分子量对其性能亦有显著的影响 .     

以1,4-二氯甲氧基丁烷为氯甲基化试剂合成线型氯甲基化聚苯乙烯

采用自制的氯甲基化试剂——1,4-二氯甲氧基丁烷(BCMB),使用Lewis酸催化剂,在均相反应体系中高效地实现了聚苯乙烯的氯甲基化.研究了反应机理,考察了各种因素对氯甲基化反应的影响规律,优化了反应条件,通过红外光谱法与Volhard分析法表征了产物的化学结构与组成.实验结果表明,反应机理可能由苯环亲电取代与伴随着醚键断裂的亲核取代两类反应构成,氯甲基化试剂用量、催化剂的酸性与用量、溶剂的性质与用量及反应温度等因素对反应都有显著的影响,其一,会影响聚苯乙烯的氯甲基化程度,其二,会导致或避免大分子链之间通过Friedel-Crafts反应而发生交联.以四氯化碳为溶剂、以SnCl4为催化剂并在较低温度(18℃)下进行反应,可制得氯甲基化程度达80%且完全线型化的氯甲基化聚苯乙烯.     

聚合物微球固载的催化剂TEMPO在分子氧氧化环己醇过程中的催化特性

醇氧化为羰基化合物是有机合成工业中最重要的化学转变之一,在实验室研究和精细化工生产中都占有非常重要的地位.使用传统的化学计量强氧化剂(如CrO3, KMnO4, MnO2等),不但成本高及反应条件苛刻,还会产生大量污染环境的废弃物.因此,需要大力发展高效、绿色化的醇转变为羰基化合物的氧化途径.以2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)为催化剂,分子氧为氧化剂,可在温和条件下绿色化地实现醇的氧化转变.该催化氧化作用的实质是TEMPO经过单电子氧化过程转化为相应的氮羰基阳离子,该阳离子是一个具有强氧化性的氧化剂,可将伯醇和仲醇分别快速地、高转化率、高选择性地氧化为对应的醛或酮.然而,目前使用的TEMPO大多为均相催化剂,虽然表现出良好的催化活性和选择性,但反应后难以分离回收,不能再循环使用,严重制约着这一催化体系的发展.本文将TEMPO化学键合在聚合物载体上,在非均相催化剂的作用下,以期实现环已醇的分子氧氧化,将其转变为环已酮.首先采用悬浮聚合法,制备了交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(CPGMA)微球,该聚合物微球表面含有大量环氧基团,为实现TEMPO的固载化提供了条件.以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(4-OH-TEMPO)为试剂,使CPGMA微球表面的环氧基团发生开环反应,从而将TEMPO键合于微球表面,制得了固载有TEMPO的聚合物微球TEMPO/CPGMA.将此非均相催化剂与Fe(NO3)3组成共催化体系,应用于分子氧氧化环己醇的催化氧化过程,深入考察了该共催化体系的催化性能,并探索研究了催化氧化机理,考察了主要条件对催化氧化反应的影响.结果表明,共催化体系TEMPO/CPGMA+Fe(NO3)3可以有效地催化分子氧氧化环己醇的氧化过程,将环己醇转化为唯一的产物环己酮,显示出良好的催化选择性.助催化剂Fe(NO3)3化学结构中的Fe3+离子和NO3–离子两种物种均参与催化过程,共同发挥助催化剂的作用,伴随着两种价态铁物种Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的转变以及NO3–与NO2–之间的转变,固载化的氮氧自由基TEMPO不断地转变为氮羰基阳离子,该氧化剂物种使环己醇的氧化反应不断地循环进行.对于共催化体系TEMPO/CPGMA+Fe(NO3)3的使用,适宜的反应条件为TEMPO与Fe(NO3)3的摩尔比为1：1,55°C,通入常压O2.反应35 h,环己酮的转化率可达到44.1%.因此,在温和条件下,使用固载化的TEMPO,有效地实现了环己醇向环己酮的转化.此外,固载化催化剂TEMPO/CPGMA在循环使用过程中表现出良好的重复使用性能.