Zr基金屬有機(jī)骨架UiO-66的酸性調(diào)控及其催化烯酸酯化反應(yīng)
發(fā)布時間:2021-03-07 13:59
環(huán)己醇是己內(nèi)酰胺工業(yè)生產(chǎn)中重要的中間體。環(huán)己烯間接水合制備環(huán)己醇包括環(huán)己烯甲酸酯化和甲酸環(huán)己酯的水解兩步反應(yīng),其中第一步的烯酸酯化反應(yīng)是該工藝的關(guān)鍵步驟。烯酸酯化反應(yīng)是典型的酸催化反應(yīng),構(gòu)建高效穩(wěn)定的固體酸催化劑是研究的重點。本文選用12配位的高穩(wěn)定性鋯基金屬有機(jī)骨架材料UiO-66為基礎(chǔ),分別采用磺酸功能化,增加晶格缺陷位數(shù)量以及雜多酸復(fù)合的方法對UiO-66材料進(jìn)行酸性修飾和酸性調(diào)控,通過多種手段表征酸性調(diào)控后材料的結(jié)構(gòu)特征,并在環(huán)己烯和甲酸的酯化反應(yīng)中評價修飾材料的酸催化性能和重復(fù)使用性能,探討酸催化劑的結(jié)構(gòu)與性能和穩(wěn)定性之間的關(guān)系,為金屬有機(jī)骨架材料的酸性修飾提供工作積累。首先,采用熱溶劑法,以ZrCl4為鋯源,對苯二甲酸(H2BDC)或2-磺酸對苯二甲酸單鈉(H2BDC-SO3Na)為鏈接劑制備出了UiO-66和磺酸功能化的UiO-66-SO3H材料,兩者的比表面積分別為1127m2/g和367m2/g;UiO-66-SO<...
【文章來源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
環(huán)己烯間接水合工藝
第1章文獻(xiàn)綜述7量較低,催化劑的單位酸強(qiáng)度較低,反應(yīng)中催化劑用量較大。綜上所述,雜多酸是一種良好的酯化反應(yīng)催化劑,其超強(qiáng)的酸強(qiáng)度可以使反應(yīng)物較完全的轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物,且反應(yīng)周期短。但是,由于其易溶于水等極性溶劑,難以與反應(yīng)體系分離重復(fù)使用,雜多酸通常作為活性組分固載在不同的載體上作為復(fù)合催化劑使用。由于制備方法的影響以及載體的結(jié)構(gòu)差異,固載型雜多酸還存在活性組分固載量難以控制,雜多酸在載體上分布不均勻以及雜多酸與載體作用力弱導(dǎo)致的活性組分流失問題。所以,要想很好的利用這種高效催化劑材料,需要對載體和負(fù)載方式進(jìn)行嚴(yán)格的篩選,以便達(dá)到相應(yīng)的目的。1.4金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)的酸性調(diào)控金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)[59-61]是由作為中心二級結(jié)構(gòu)單元的金屬簇,和作為鏈圖1.3部分MOFs中心團(tuán)簇與有機(jī)配體示意圖
限制,功能化的MIL-101(Cr)-SO3H催化效率相對較低,在極性體系中MIL-101(Cr)-SO3H不能穩(wěn)定的存在,幾次反應(yīng)后催化劑活性降低。UiO-66分子式為[Zr6(OH)4O4(BDC)6],是一種以Zr6-xox團(tuán)簇為中心結(jié)構(gòu)單元,以12個對苯二甲酸(H2BDC)為配體形成的具有三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)骨架材料,其結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。相比于MIL-101(Cr)的6配位結(jié)構(gòu),由于Zr6-xox團(tuán)簇的特殊結(jié)構(gòu),使得UiO-66材料在酸催化方面得到了廣泛的應(yīng)用[78,105],而H2BDC的12配位結(jié)構(gòu)也使得UiO-66材料的熱穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性相比于MIL-101(Cr)材料有了很大圖2.1UiO-66的結(jié)構(gòu)圖示
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]沸石分子篩結(jié)構(gòu)內(nèi)配位不飽和位點:構(gòu)筑與催化應(yīng)用(英文)[J]. 李瑋杰,孫蘭蘭,謝林君,鄧欣,關(guān)乃佳,李蘭冬. Chinese Journal of Catalysis. 2019(09)
[2]分壁式萃取精餾分離環(huán)己烷-環(huán)己烯的模擬與優(yōu)化[J]. 唐建可,翟麗軍. 現(xiàn)代化工. 2018(05)
[3]SO3H-SBA-15介孔分子篩對丙烯酸與環(huán)己烯加成成酯反應(yīng)的催化作用[J]. 徐麗娟. 精細(xì)石油化工. 2017(05)
[4]Amberlyst-15催化丁酮氧化制備過氧化甲乙酮[J]. 唐小華,潘姣,康曉曉,査飛,周友三,?藦. 應(yīng)用化學(xué). 2017(04)
[5]高穩(wěn)定性金屬有機(jī)骨架UiO-66的合成與應(yīng)用[J]. 韓易潼,劉民,李克艷,左軼,張國亮,張宗超,郭新聞. 應(yīng)用化學(xué). 2016(04)
[6]金屬有機(jī)骨架材料在催化中的應(yīng)用[J]. 黃剛,陳玉貞,江海龍. 化學(xué)學(xué)報. 2016(02)
[7]MOFs光催化材料的設(shè)計和調(diào)控(英文)[J]. 沈麗娟,梁若雯,吳棱. 催化學(xué)報. 2015(12)
[8]UiO-66(Zr)系列MOFs催化材料的制備及在乳酸乙酯合成中的應(yīng)用[J]. 杜峰,李鸝. 化工進(jìn)展. 2015(11)
[9]由環(huán)己烯經(jīng)甲酸環(huán)己酯制備環(huán)己醇催化反應(yīng)研究[J]. 杜文明,薛偉,李芳,王延吉. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2012(04)
[10]金屬有機(jī)骨架材料的合成及應(yīng)用[J]. 高志強(qiáng),曹文秀. 廣東化工. 2012(05)
博士論文
[1]金屬有機(jī)骨架材料的制備及其在儲氫和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化方面的應(yīng)用[D]. 曹文秀.華南理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]介孔分子篩負(fù)載型磷鎢酸的制備及其催化環(huán)己烯與甲酸酯化[D]. 吳照偉.湘潭大學(xué) 2016
[2]Keggin型多元雜多化合物的合成、表征及催化性能研究[D]. 余華.蘭州理工大學(xué) 2010
本文編號:3069228
【文章來源】:湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
環(huán)己烯間接水合工藝
第1章文獻(xiàn)綜述7量較低,催化劑的單位酸強(qiáng)度較低,反應(yīng)中催化劑用量較大。綜上所述,雜多酸是一種良好的酯化反應(yīng)催化劑,其超強(qiáng)的酸強(qiáng)度可以使反應(yīng)物較完全的轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物,且反應(yīng)周期短。但是,由于其易溶于水等極性溶劑,難以與反應(yīng)體系分離重復(fù)使用,雜多酸通常作為活性組分固載在不同的載體上作為復(fù)合催化劑使用。由于制備方法的影響以及載體的結(jié)構(gòu)差異,固載型雜多酸還存在活性組分固載量難以控制,雜多酸在載體上分布不均勻以及雜多酸與載體作用力弱導(dǎo)致的活性組分流失問題。所以,要想很好的利用這種高效催化劑材料,需要對載體和負(fù)載方式進(jìn)行嚴(yán)格的篩選,以便達(dá)到相應(yīng)的目的。1.4金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)的酸性調(diào)控金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)[59-61]是由作為中心二級結(jié)構(gòu)單元的金屬簇,和作為鏈圖1.3部分MOFs中心團(tuán)簇與有機(jī)配體示意圖
限制,功能化的MIL-101(Cr)-SO3H催化效率相對較低,在極性體系中MIL-101(Cr)-SO3H不能穩(wěn)定的存在,幾次反應(yīng)后催化劑活性降低。UiO-66分子式為[Zr6(OH)4O4(BDC)6],是一種以Zr6-xox團(tuán)簇為中心結(jié)構(gòu)單元,以12個對苯二甲酸(H2BDC)為配體形成的具有三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)骨架材料,其結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。相比于MIL-101(Cr)的6配位結(jié)構(gòu),由于Zr6-xox團(tuán)簇的特殊結(jié)構(gòu),使得UiO-66材料在酸催化方面得到了廣泛的應(yīng)用[78,105],而H2BDC的12配位結(jié)構(gòu)也使得UiO-66材料的熱穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性相比于MIL-101(Cr)材料有了很大圖2.1UiO-66的結(jié)構(gòu)圖示
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]沸石分子篩結(jié)構(gòu)內(nèi)配位不飽和位點:構(gòu)筑與催化應(yīng)用(英文)[J]. 李瑋杰,孫蘭蘭,謝林君,鄧欣,關(guān)乃佳,李蘭冬. Chinese Journal of Catalysis. 2019(09)
[2]分壁式萃取精餾分離環(huán)己烷-環(huán)己烯的模擬與優(yōu)化[J]. 唐建可,翟麗軍. 現(xiàn)代化工. 2018(05)
[3]SO3H-SBA-15介孔分子篩對丙烯酸與環(huán)己烯加成成酯反應(yīng)的催化作用[J]. 徐麗娟. 精細(xì)石油化工. 2017(05)
[4]Amberlyst-15催化丁酮氧化制備過氧化甲乙酮[J]. 唐小華,潘姣,康曉曉,査飛,周友三,?藦. 應(yīng)用化學(xué). 2017(04)
[5]高穩(wěn)定性金屬有機(jī)骨架UiO-66的合成與應(yīng)用[J]. 韓易潼,劉民,李克艷,左軼,張國亮,張宗超,郭新聞. 應(yīng)用化學(xué). 2016(04)
[6]金屬有機(jī)骨架材料在催化中的應(yīng)用[J]. 黃剛,陳玉貞,江海龍. 化學(xué)學(xué)報. 2016(02)
[7]MOFs光催化材料的設(shè)計和調(diào)控(英文)[J]. 沈麗娟,梁若雯,吳棱. 催化學(xué)報. 2015(12)
[8]UiO-66(Zr)系列MOFs催化材料的制備及在乳酸乙酯合成中的應(yīng)用[J]. 杜峰,李鸝. 化工進(jìn)展. 2015(11)
[9]由環(huán)己烯經(jīng)甲酸環(huán)己酯制備環(huán)己醇催化反應(yīng)研究[J]. 杜文明,薛偉,李芳,王延吉. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2012(04)
[10]金屬有機(jī)骨架材料的合成及應(yīng)用[J]. 高志強(qiáng),曹文秀. 廣東化工. 2012(05)
博士論文
[1]金屬有機(jī)骨架材料的制備及其在儲氫和生物質(zhì)轉(zhuǎn)化方面的應(yīng)用[D]. 曹文秀.華南理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]介孔分子篩負(fù)載型磷鎢酸的制備及其催化環(huán)己烯與甲酸酯化[D]. 吳照偉.湘潭大學(xué) 2016
[2]Keggin型多元雜多化合物的合成、表征及催化性能研究[D]. 余華.蘭州理工大學(xué) 2010
本文編號:3069228
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hxgylw/3069228.html
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