發(fā)布時(shí)間：2017-08-29 02:29

  本文關(guān)鍵詞：MIL-88B熱解制備磁性納米復(fù)合材料及其催化醇氧化性能的研究

  更多相關(guān)文章： MIL-88B 磁性納米材料 非均相催化 選擇性醇氧化反應(yīng) 熱解

【摘要】：金屬有機(jī)骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一種新型的無機(jī)-有機(jī)雜化多孔材料,這種材料因其具有高的比表面,形狀和結(jié)構(gòu)的多樣性以及靈活可變的孔隙等特點(diǎn),近年來越來越受到研究者的廣泛關(guān)注和研究從而得到較快速的發(fā)展。隨著研究的不斷深入,科研人員發(fā)現(xiàn)利用MOFs高溫易分解的事實(shí)即可將MOFs材料本身作為犧牲模板,通過熱解的方法制備穩(wěn)定的納米多孔碳材料,幸運(yùn)的是該類材料在電化學(xué),氣體的吸附及分離,傳感器等方面都有較好的應(yīng)用,然而目前為止將材料作為非均相催化劑催化液相有機(jī)反應(yīng)的研究還比較少。因此本論文的研究就是利用上述方法開展的,由于MOFs組成中金屬中心被大量的有機(jī)配體連接并且分散,這樣高溫煅燒MOFs材料時(shí),隨著熱分解的進(jìn)行有機(jī)配體不斷的被碳化同時(shí)很好的阻隔金屬或者金屬氧化物顆粒的團(tuán)聚,最終期望得到分散均勻的催化顆粒,探討上述制備的材料作為非均相催化劑催化液相有機(jī)反應(yīng)的應(yīng)用。本文選擇非貴金屬基材料-MIL-88B作為犧牲模板,在氬氣惰性氣體中高溫一步直接煅燒制備磁性納米材料。利用元素分析,X-射線粉末衍射,比表面及孔徑分析儀,X光電子光譜分析儀,掃描電子顯微鏡,透射電子顯微鏡等一系列表征方法對制備的磁性納米材料進(jìn)行組成、結(jié)構(gòu)以及物理化學(xué)性質(zhì)分析。研究結(jié)果表明該材料主要由磁性Fe3O4和石墨炭組成,磁性納米顆粒均勻的分布在材料表面并且其顆粒粒徑隨著煅燒溫度的升高而增大。本文研究了制備的磁性納米復(fù)合材料對醇選擇性氧化反應(yīng)的催化性能。由于醇氧化生成單一的醛或者酮的反應(yīng)在有機(jī)合成、精細(xì)化工等領(lǐng)域具有重要的作用,因此尋找能夠選擇性催化醇氧化反應(yīng)的催化劑顯得尤為重要。可喜的是研究人員發(fā)現(xiàn)大多數(shù)貴金屬(如Au,Pd,Pt)等催化劑在催化該類反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)出了較高的選擇性及活性,但是該體系成本較高并且貴金屬儲量有限。因此一些研究者試圖研究非貴金屬催化劑,但是這類催化劑往往需要大量的強(qiáng)氧化劑或者堿性助劑,然而反應(yīng)的選擇性或者活性并不理想,反應(yīng)的底物適用性也不如貴金屬催化反應(yīng)體系。結(jié)果表明,上述方法制備的磁性納米材料在較溫和條件下(不加堿、水作為溶劑)催化一級和二級醇(包括芳香醇、雜環(huán)醇以及脂肪醇)都表現(xiàn)出很高的活性和選擇性。研究發(fā)現(xiàn)在所有制備的材料中600℃煅燒MOFs制備的催化劑具有最高的催化效果,分析原因我們得出是由于該溫度下制備的材料其具有最適宜的比表面積和催化顆粒粒徑。此外,我們進(jìn)一步研究了催化劑循環(huán)利用實(shí)驗(yàn)以及催化劑流失實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明催化劑循環(huán)利用4次之后仍然保持很好的催化活性及選擇性,并且在反應(yīng)過程中催化活性成分沒有發(fā)生遷移或者流失,整個反應(yīng)是非均性催化過程。本文通過簡單的將MIL-88B一步煅燒的方法制備磁性納米材料并用于催化液相有機(jī)反應(yīng),實(shí)驗(yàn)證明該方法制備的催化劑具有良好的選擇性催化醇氧化反應(yīng)的性能,該結(jié)果可能為選擇性催化有機(jī)反應(yīng)的催化劑的尋找和研究提供一條新途徑。
【關(guān)鍵詞】：MIL-88B 磁性納米材料 非均相催化 選擇性醇氧化反應(yīng) 熱解
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TB33
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-29
• 1.1 金屬有機(jī)骨架(MOFs)材料的簡介11-21
• 1.1.1 MOFs材料的概述與發(fā)展11-13
• 1.1.2 MOFs材料常用的合成方法13-14
• 1.1.3 MOFs 材料的特點(diǎn)14-16
• 1.1.4 MOFs材料的應(yīng)用16-21
• 1.2 MOFs衍生材料的分類及制備21-22
• 1.3 MOFs作為犧牲模板煅燒制備的衍生材料及其應(yīng)用22-25
• 1.3.1 電化學(xué)材料應(yīng)用23
• 1.3.2 電催化應(yīng)用23-25
• 1.3.3 非均相催化反應(yīng)應(yīng)用25
• 1.4 醇氧化反應(yīng)現(xiàn)狀及面臨的問題25-26
• 1.5 本論文的研究思路及研究內(nèi)容26-29
• 1.5.1 本論文的研究思路及創(chuàng)新之處26-28
• 1.5.2 本論文的主要研究內(nèi)容28-29
• 第二章 實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)儀器29-39
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑29-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器30-31
• 2.3 測試材料儀器的操作原理31-39
• 2.3.1 X-射線粉末衍射分析儀（XRD）31-32
• 2.3.2 原子吸收分光光度計(jì)（AAS）32-33
• 2.3.3 元素分析儀33-34
• 2.3.4 比表面積和孔徑分析儀34-35
• 2.3.5 熱重分析儀（TG）35
• 2.3.6 場發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）35-36
• 2.3.7 透射電子顯微鏡（TEM）36-37
• 2.3.8 X射線光電子能譜儀（XPS）37
• 2.3.9 氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS）37-39
• 第三章 MIL-88B作為犧牲模板煅燒制備磁性納米復(fù)合衍生材料及其表征39-52
• 3.1 MIL-88B作為犧牲模板煅燒制備納米復(fù)合材料39-41
• 3.1.1 合成MIL-88B晶體39-40
• 3.1.2 不同煅燒溫度下制備的納米復(fù)合材料40-41
• 3.2 煅燒制備的納米復(fù)合材料的元素組成和結(jié)構(gòu)分析41-44
• 3.2.1 煅燒制備的納米復(fù)合材料的元素組分分析41-42
• 3.2.2 煅燒制備的納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)分析42-43
• 3.2.3 X射線光電子能譜分析43-44
• 3.3 不同煅燒溫度制備的納米復(fù)合材料的催化性能測試44-45
• 3.4 煅燒制備的納米復(fù)合材料的表征45-50
• 3.4.1 材料的比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析45-48
• 3.4.2 掃描電子顯微鏡分析48-49
• 3.4.3 透射電子顯微鏡分析49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第四章 磁性納米催化劑選擇性催化醇氧化52-62
• 4.1 引言52-53
• 4.2 催化反應(yīng)條件的優(yōu)化53-55
• 4.2.1 溶劑對反應(yīng)體系的影響53-54
• 4.2.2 溫度與時(shí)間對反應(yīng)體系的影響54-55
• 4.2.3 選定反應(yīng)體系條件55
• 4.3 芳香和脂肪醇的底物適用性研究55-58
• 4.4 催化劑穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)探究58-61
• 4.4.1 催化劑重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)58-60
• 4.4.2 催化劑濾出實(shí)驗(yàn)60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果79-80
• 致謝80

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 江強(qiáng);周細(xì)應(yīng);;磁性納米材料的制備及其在軍事上的應(yīng)用[J];材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年03期

2 劉苗;杜卓;李攻科;;磁性納米材料在樣品前處理中的應(yīng)用進(jìn)展[J];分析科學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

3 ;書刊征訂[J];分析化學(xué);2013年07期

4 ;生物醫(yī)用磁性納米材料與器件[J];生物技術(shù)通訊;2013年06期

5 陳功;殷s，

本文編號：750864