本文關鍵詞： 四氧化三鐵 催化劑 對硝基苯酚 葡甲苷　出處：《武漢工程大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：磁性納米催化劑由于其具有高催化活性和方便的磁性回收的特性,在光催化、有機合成催化和廢水處理方面表現(xiàn)出了傳統(tǒng)催化劑無法相比的優(yōu)勢。其中合成簡單、磁性強的四氧化三鐵通常被作為催化劑載體的核心,再通過表面包覆方法即可得到分散均勻、比表面積大且具有磁性的復合納米材料,因而磁性納米催化劑得到了廣泛研究。本論文以共沉淀法合成了四氧化三鐵,并通過二氧化硅包覆得到穩(wěn)定、分散性好的Fe_3O_4@SiO_2載體,再通過表面修飾和接枝的方法得到磁性納米載體,負載活性中心鈀后,進一步用聚乙稀吡咯烷酮(PVP)固定活性中心經(jīng)還原得到催化劑,或通過接枝后和錳離子配位得到配合物催化劑。對各步產(chǎn)物用紅外、紫外、熱重(TGA)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)和X射線電子能譜(XPS)進行了結構表征。分別考察了鈀催化劑對對硝基苯酚(4-NP)的還原性能及重復利用的使用性能,同時研究了這些催化劑對于α-D-甲基葡萄糖苷(葡甲苷)的氧化性能。主要研究工作如下:1.合成了具有核殼結構的Fe_3O_4@SiO_2及包覆介孔結構二氧化硅的Fe_3O_4@mp-SiO_2,再通過浸漬Pd(NH3)4Cl2負載活性鈀,包覆PVP還原后得到催化劑Fe_3O_4@SiO_2-Pd和Fe_3O_4@mp-SiO_2-Pd。催化劑在硼氫化鈉作為還原劑作用下對4-NP具有良好催化效果,兩個催化劑對于4-NP的還原的速率常數(shù)分別為K1=0.641 min-1,K2=0.591 min-1,且兩個催化劑重復利用5次仍具有較好的活性,轉化率均高于86%。兩個催化劑催化在四倍當量的雙氧水及pH=7-8條件下氧化葡甲苷得到葡醛酸的收率分別為39.8%和50.2%。2.利用γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-巰丙基三甲氧基硅烷對Fe_3O_4@SiO_2的表面改性,再分別以Na2[PdCl4]和PdCl2為鈀源負載活性中心,包覆PVP后還原得到催化劑Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-Pd和Fe_3O_4@SiO_2-SH-Pd。研究了他們對4-NP的催化還原性能,催化反應速率常數(shù)分別為K1=0.435 min-1,K2=0.514 min-1,且催化劑循環(huán)利用5次后催化活性無明顯降低。催化劑在相同條件下對于葡醛酸的收率分別為24.1%和33.71%。3.用2,4-二羧基苯甲醛與乙二胺反應(摩爾比2:1)得到雙席夫堿化合物,然后利用硼氫化鈉還原得到含酚羥基及多氮的配體(L1);另外,利用γ-氯丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基硅烷偶聯(lián)劑修飾Fe_3O_4@SiO_2表面,再分別利用Williamson合成和�；磻c配體L1或EDTA接枝,最后與錳配位得到催化劑Fe_3O_4@SiO_2-Cl-L1-Mn和Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-EDTA-Mn。測試了催化劑對于葡甲苷的催化氧化性能,對應的葡醛酸的收率分別為25.2%和35.4%。
[Abstract]:Magnetic nanocatalysts have high catalytic activity and convenient magnetic recovery properties in photocatalysis. Organic synthesis catalysis and wastewater treatment show advantages that can not be compared with traditional catalysts. Iron trioxide, which is a simple and magnetic catalyst, is usually used as the core of catalyst carrier. Then the composite nanomaterials with uniform dispersion, large specific surface area and magnetic properties can be obtained by surface coating method. Therefore, magnetic nanocatalysts have been extensively studied. In this thesis, ferric oxide has been synthesized by co-precipitation method. The stable and dispersible Fe_3O_4@SiO_2 carrier was obtained by the coating of silica, and then the magnetic nano-carrier was obtained by surface modification and grafting method, and the active center palladium was loaded. The catalyst was further fixed with polyvinyl pyrrolidone (PVP) and the catalyst was obtained by reduction, or by coordination with manganese ion after grafting. The products of each step were obtained by IR and UV. TGA, TGA, TEM (TEM). The structure of p-nitrophenol 4-NPs was characterized by X-ray diffraction (XRD) and X-ray electron spectroscopy (XPS). The reduction performance and reuse performance of palladium catalyst for p-nitrophenol 4-NPs were investigated. The effects of these catalysts on 偽 -Dmethylglucoside (glucoside) were also studied. The main research work is as follows: 1. Fe_3O_4@SiO_2 with core-shell structure and Fe_3O_4@mp-SiO_2 coated with mesoporous silica have been synthesized. Then the active palladium was impregnated with Pd(NH3)4Cl2. After reduction with PVP, the catalyst Fe_3O_4@SiO_2-Pd and FeSZ _ 3O _ 4O _ 4s _ p _ p _ p _ 2-Pd _ 2-Pd were obtained. The reaction of catalyst with sodium borohydride as reducing agent for 4-N was carried out. P has good catalytic effect. The rate constants of the reduction of 4-NP on the two catalysts were 0.641 min-1 ~ (-1) min ~ (-1) K _ (2) O _ (0.591 min-1), respectively. The two catalysts still have good activity for 5 times. The yield of glucuronic acid was 39.8% and 50.2% respectively under the condition of four times equivalent hydrogen peroxide and pH=7-8. Surface modification of Fe_3O_4@SiO_2 by aminopropyl trimethoxy silane and 緯 -mercapto trimethoxy silane. And then separate the Na2. [PdCl4] and PdCl2 are palladium source loaded active centers. The catalytic reduction of 4-NP by PVP was studied. The catalytic reduction of 4-NP was carried out by using the catalyst Fe_3O_4@SiO_2-NH_2-Pd and FeSs _ 3O _ 4os _ 4O _ 2O _ 2-SH-Pd.The catalytic reduction of 4-NP was studied. Performance. The rate constants of catalytic reaction were 0.435 min-1 ~ (-1) K _ (2N) 0.514 min-1, respectively. Under the same conditions, the yields of the catalyst for glucuronic acid were 24.1% and 33.71 respectively. BIS Schiff base compounds were obtained by the reaction of 4-dicarboxybenzaldehyde with ethylenediamine (molar ratio 2: 1). In addition, 緯-chloropropyl trimethoxy silane and 緯-aminopropyl silane coupling agent were used to modify the surface of Fe_3O_4@SiO_2. The ligands L1 or EDTA were grafted by Williamson synthesis and acylation respectively. Finally, the catalyst Fe_3O_4@SiO_2-Cl-L1-Mn and Feal _ 3O _ 4O _ 4s _ s _ 2O _ 2-NH _ 2-S _ 2-EDTA-Mn. were obtained by coordination with manganese. The catalyst for Portugal was tested. Catalytic oxidation of glucoside. The yields of uronic acid were 25.2% and 35.4, respectively.
【學位授予單位】：武漢工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O643.36;TB383.1

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