羥醛縮合反應(yīng)是一類合成高價值精細(xì)化工品的非常重要的工業(yè)催化反應(yīng);其中,甲醛與異丁醛縮合制羥基新戊醛是生產(chǎn)重要化工原料新戊二醇的必要步驟。目前生產(chǎn)過程一般使用均相堿催化劑來實現(xiàn)該反應(yīng),導(dǎo)致了大量廢液的產(chǎn)生,造成了產(chǎn)物難分離、環(huán)境污染、設(shè)備腐蝕等問題。固體堿催化劑具有產(chǎn)物易于分離、環(huán)境友好等優(yōu)勢,是解決以上問題的有效途徑和方法。然而,由于材料制備和研究手段的限制,設(shè)計和研究性能高效、穩(wěn)定性良好的固體堿催化劑仍然面臨巨大的挑戰(zhàn),同時對其本征堿活性位結(jié)構(gòu)及作用機(jī)制仍然缺乏深入的認(rèn)識。因此,本論文基于水滑石（LDHs）層狀材料特有的結(jié)構(gòu)記憶效應(yīng),系統(tǒng)調(diào)變LDHs前體的制備及焙燒/水合復(fù)原過程條件,精細(xì)調(diào)控堿性位結(jié)構(gòu)種類、強(qiáng)度、數(shù)量以及電子結(jié)構(gòu),得到LDHs高性能固體堿催化劑,對甲醛與異丁醛羥醛縮合反應(yīng)表現(xiàn)出優(yōu)異的堿催化性能。此外,采用多種研究手段（原位結(jié)構(gòu)表征技術(shù)、DFT理論計算）,定性、定量確定了該固體堿催化劑的堿性位結(jié)構(gòu),探索了對堿性位精細(xì)結(jié)構(gòu)的調(diào)控機(jī)制,確立了堿性位結(jié)構(gòu)與羥醛縮合反應(yīng)性能之間的構(gòu)效關(guān)系,研究了 LDHs固體堿催化劑催化甲醛與異丁醛羥醛縮合反應(yīng)的機(jī)理。本論文為固體堿催化劑的設(shè)... 

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 固體堿催化劑概述及研究進(jìn)展
        1.2.1 固體堿催化劑定義與分類
        1.2.2 固體堿催化劑表征
            1.2.2.1 指示劑法
            1.2.2.2 CO_2程序升溫脫附
            1.2.2.3 紫外吸收光譜
            1.2.2.4 X射線光電子能譜
            1.2.2.5 CO_2吸附-原位紅外光譜
            1.2.2.6 CDCl_3吸附-原位紅外光譜
        1.2.3 固體堿催化劑的應(yīng)用
            1.2.3.1 異構(gòu)化反應(yīng)
            1.2.3.2 加氫反應(yīng)
            1.2.3.3 酯交換反應(yīng)
            1.2.3.4 C-C鍵形成反應(yīng)
    1.3 固體堿催化羥醛縮合反應(yīng)意義及研究進(jìn)展
        1.3.1 丙酮自縮合生成二丙酮醇反應(yīng)
        1.3.2 丙醛以及丁醛羥醛的自縮合反應(yīng)
        1.3.3 丙酮與糠醛(5-甲基糠醛)羥醛縮合反應(yīng)
        1.3.4 甲醛異丁醛羥醛縮合反應(yīng)
    1.4 LDHs多相催化材料
        1.4.1 LDHs材料應(yīng)用于多相堿催化領(lǐng)域
        1.4.2 LDHs材料應(yīng)用于電催化領(lǐng)域
        1.4.3 LDHs材料應(yīng)用于光催化領(lǐng)域
            1.4.3.1 有機(jī)污染物的光降解
            1.4.3.2 光催化水還原產(chǎn)氫
            1.4.3.3 光催化CO_2還原
        1.4.4 LDHs材料應(yīng)用于插層限域催化
    1.5 本論文研究內(nèi)容、目的及意義
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 目的及意義
第二章 CaAl-LDH堿結(jié)構(gòu)調(diào)控及其催化羥醛縮合反應(yīng)性能研究
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗材料與試劑
        2.2.2 催化劑制備
        2.2.3 催化甲醛與異丁醛羥醛縮合反應(yīng)評價體系
        2.2.4 表征手段與方法
        2.2.5 計算參數(shù)及方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 合成條件篩選
        2.3.2 結(jié)構(gòu)與形貌表征
        2.3.3 表面堿性位結(jié)構(gòu)表征
        2.3.4 催化性能評價及構(gòu)效關(guān)系
    2.4 本章小結(jié)
第三章 CaMnAl-LDH催化羥醛縮合反應(yīng)性能及Mn的增效機(jī)制研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗材料與試劑
        3.2.2 催化劑制備
        3.2.3 催化甲醛與異丁醛羥醛縮合反應(yīng)評價體系
        3.2.4 表征手段與方法
        3.2.5 計算參數(shù)及方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)與形貌表征
        3.3.2 表面堿性位結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 催化性能評價及構(gòu)效關(guān)系
    3.4 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論
本論文創(chuàng)新點
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡介
附件



本文編號：3651972