本文關(guān)鍵詞：多金屬氧酸鹽的設(shè)計(jì)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(yīng)用在有機(jī)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(yīng)用于活化分子氧或過氧化氫實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的氧化轉(zhuǎn)化是人們研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。本論文通過設(shè)計(jì)控制合成具有強(qiáng)氧化還原性能的POMs化合物,并將其應(yīng)用于生物質(zhì)如淀粉的氧化及空氣氧化脫硫反應(yīng)中,對(duì)于多金屬氧酸鹽生物質(zhì)氧化轉(zhuǎn)化及利用廉價(jià)氧化劑02氧化脫硫有一定的推進(jìn)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(duì)其進(jìn)行了IR、XRD、31PNMR等表征。利用NPVMo為催化劑,研究了對(duì)淀粉催化氧化反應(yīng)活性,通過調(diào)控催化劑的用量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、水的用量和過氧化氫的用量對(duì)淀粉氧化的影響來確定反應(yīng)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(yīng)10h,可制備含羧酸含量高達(dá)0.648 molCOOH/100g的氧化淀粉,且催化劑可以重復(fù)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(yīng)確定催化劑的結(jié)構(gòu),并實(shí)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(yīng)時(shí)間、溫度、催化劑用量確定反應(yīng)最佳條件,結(jié)果表明,在催化氧化脫硫反應(yīng)中,在0.1mmol Ch5IMo6O24催化劑,100℃,8小時(shí)的條件下各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率接近100%,同時(shí)探究了催化劑在反應(yīng)過程中的反應(yīng)機(jī)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(jìn)催化反應(yīng)進(jìn)行的作用,同時(shí)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(jì)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(yīng)時(shí)間、溫度、催化劑用量確定反應(yīng)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(yīng)6 h,其中,BT的轉(zhuǎn)化率可達(dá)92%；DBT和4,6-DMDBT的轉(zhuǎn)化率接近100%。實(shí)驗(yàn)證明。NPVMo@CeO2-9.3具有較高的催化活性且反應(yīng)后的催化劑可回收并重復(fù)使用。
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36

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本文編號(hào)：1256010