本文關(guān)鍵詞：多金屬氧酸鹽的設(shè)計合成及其催化氧化的性質(zhì)研究

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【摘要】：多金屬氧酸鹽(Polyoxometalates, POMs)是一類金屬氧簇化合物,表現(xiàn)出類似金屬氧化物的特性,被廣泛的應用在有機物氧化合成、光或空氣降解水中污染物等領(lǐng)域研究中。近年來尋找高效、高選擇性的POMs氧化型催化劑,使其應用于活化分子氧或過氧化氫實現(xiàn)有機物的氧化轉(zhuǎn)化是人們研究的一個重要領(lǐng)域。本論文通過設(shè)計控制合成具有強氧化還原性能的POMs化合物,并將其應用于生物質(zhì)如淀粉的氧化及空氣氧化脫硫反應中,對于多金屬氧酸鹽生物質(zhì)氧化轉(zhuǎn)化及利用廉價氧化劑02氧化脫硫有一定的推進作用。開展如下研究：1、合成具有氧化性的(NH4)5H6PV8Mo4O40(NPVMo)化合物。并對其進行了IR、XRD、31PNMR等表征。利用NPVMo為催化劑,研究了對淀粉催化氧化反應活性,通過調(diào)控催化劑的用量、反應時間、反應溫度、水的用量和過氧化氫的用量對淀粉氧化的影響來確定反應最佳條件。研究結(jié)果如下：淀粉1 g,70℃,2.5mL(30%)過氧化氫,1.0 mL水,0.1 mL (0.0001 wt%)催化劑,反應10h,可制備含羧酸含量高達0.648 molCOOH/100g的氧化淀粉,且催化劑可以重復使用。2、利用離子液體為前驅(qū)體與多金屬氧酸鹽結(jié)合,合成一系列新型催化劑[(CH3)3NCH2CH2ON]xNa5-xIMo6O24(ChxNa5-xIMo6O24 x=1-5)。通過IR、UV-vis、XPS等表征應確定催化劑的結(jié)構(gòu),并實現(xiàn)在氧氣條件下苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的催化氧化。通過調(diào)控反應時間、溫度、催化劑用量確定反應最佳條件,結(jié)果表明,在催化氧化脫硫反應中,在0.1mmol Ch5IMo6O24催化劑,100℃,8小時的條件下各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率接近100%,同時探究了催化劑在反應過程中的反應機理。發(fā)現(xiàn)由于引入膽堿離子使得催化劑表現(xiàn)良好的富集底物促進催化反應進行的作用,同時多金屬氧酸鹽陰離子可以活化分子氧,兩者的協(xié)同作用使得Ch5IMo6O24表現(xiàn)較高的氧化脫硫活性。3、設(shè)計合成具有活化分子氧的功能型的二氧化鈰固載多金屬氧酸鹽催化劑NPVMo@CeO2。通過IR、BET、XRD、XPS等表征確定催化劑的組成與結(jié)構(gòu),調(diào)控反應時間、溫度、催化劑用量確定反應最佳條件：200 mg的NPVMo@CeO2-9.3加入含有500 ppm 4.6-DMDBT、DBT和BT 6mL的十氫萘溶液中,在100℃下反應6 h,其中,BT的轉(zhuǎn)化率可達92%；DBT和4,6-DMDBT的轉(zhuǎn)化率接近100%。實驗證明。NPVMo@CeO2-9.3具有較高的催化活性且反應后的催化劑可回收并重復使用。
【學位授予單位】：東北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

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