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毕业论文网 > 文献综述 > 化学化工与生命科学类 > 化学工程与工艺 > 正文

多孔有机聚合物“封装”杂多酸盐催化剂的制备及其烯烃环氧化性能研究文献综述

 2020-04-07 16:08:28  

文 献 综 述

催化技术作为现代化学工业的基础,正日益广泛和深入地渗透于石油炼制、化学、高分子材料、医药等工业以及环境保护产业中,起着举足轻重的作用。实践证明,化学工业中的跨越式技术进步大多得益于新催化技术的诞生,而新催化材料和新催化剂的发明又是引导新催化工艺和技术产生的前提和源泉。

杂多酸[1]是一类无机固体强酸,具有良好的催化性能,是高效的双功能催化剂,即有酸催化性能,又具有氧化还原催化性能。杂多酸结构稳定,可以用在均相或者非均相催化环境,也可以和相转移催化剂共同使用[2]。杂多酸对环境无污染,对设备腐蚀性小,是一类很有发展前途的绿色催化剂。但是,由于纯杂多酸比表面积小,易溶于极性溶剂,难以用作多相催化剂,并且氧化还原性能有待进一步提高。因此,开发高效、稳定性好、可循环使用的杂多酸催化剂成为该领域研究的重点之一[3~7]。因此,合成具有特定催化功能的有机杂多酸复合催化剂成为杂多酸催化领域的重要研究方向。

烯烃的环氧化产物是制造环氧树脂、涂料、表面活性剂和有机合成中间体的重要原料,该反应在理论研究和工业生产中都有十分重要的价值[8]。目前环氧化催化剂主要以含铝、锰、铼、钨、钛、铁、钼等金属元素的均相催化剂最为常见[9-13]。低级烯烃的环氧化物,如环氧乙烷和环氧丙烷,用于生产乙二醇、丙二醇及聚醚多元醇,是合成聚氨酯、聚酯、表面活性剂的原料和半成品。环氧氯丙烷是合成甘油的中间体,也是合成环氧树脂、氯醇橡胶的原料,还可用来生产甘油衍生物和缩水甘油衍生物以及各种具有特殊功能的合成树脂。烯烃的环氧化反应是合成环氧化物的重要途径。研究烯烃的环氧化反应具有很重要的理论和实践意思。

离子液体是一种新型有效的反应介质(溶剂/催化剂),具有一系列突出的优点,如无色无臭,无蒸汽压,溶解能力强,热稳定性好,不易燃,组成结构多样且具有高度的可设计性。正因为如此,离子液体作为一类新型的反应介质和”软”功能材料,符合绿色化学与可持续发展的要求,已广泛应用于有机合成、有机化学催化、无机化学合成、电化学和分离过程等领域[14,15]。各种新颖的酸功能化离子液体,如磺酸功能化离子液体和羧酸功能化离子液体,逐渐被合成出来,并且已被成功用作酸催化反应的介质兼催化剂[16,17]

本论文旨在针对探索解决南京工业大学王军课题组[18-20]合成的离子液体型多金属氧酸盐(IL-POM)用于液-固多相氧化反应(烯烃的氧化,醇的氧化[21-24]),面临催化活性不高,催化剂活性中心流失等亟待解决的问题,对绿色有机合成将有着十分重要的理论和实际意义。
本文将利用有机离子聚合物的多孔性和功能化基团,为POM催化的烯烃氧化反应提高介孔通道和合适的微环境,促进氧化剂H2O2和底物与POM阴离子的接触,改善传质进而提高催化效果;另一个重要目的是通过聚合物的框架结构稳定POM阴离子,降低催化活性中心的流失,明显改善催化剂的回收性和回用性。另一方面,针对烯烃氧化本身,用于磷钨酸钠替代磷钨酸合成催化剂,减少质子的残留,旨在提高环己烯环氧产物的选择性以及长链烯烃(1-己烯,1-辛烯)的转化率。

参考文献

[1] 王德胜,闫亮,王晓来. 杂多酸催化剂研究进展[J]. 化工进展.甘肃 兰州,2012 .

[2] Okuhara T, Misono N, Misono M. Advances in catalysis [C]. London: Academic Press, 1996, 41: 113-252.

[3] Romanelli G P, Bennardi D, Ruiz D M, et al. A solvent-free synthesis of coumarins using a Wells#8211;Dawson heteropolyacid as catalyst [J]. Tetrahedron Lett, 2004, 45(48): 8935-8939.

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