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《河北工业大学》 2004年
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溶胶—凝胶包容氨基酸Schiff碱金属络合物催化剂的制备及其性能

韩建萍  
【摘要】: 本文利用物理包容和化学键联两种方法制备了多相催化剂,从以下几个方面进行研究。 首先以丙氨酸和水杨醛为原料,制备了均相丙氨酸Schiff碱Mn金属络合物,并使用傅立叶变换红外光谱对其结构进行了鉴定。通过正交试验考察了反应时间、反应温度、催化剂用量、异丁醛和溶剂量对环己烯空气环氧化的影响。确定了最佳反应条件,即反应10h,反应温度35℃,催化剂0.01mmol环己烯:异丁醛:乙腈(摩尔比)=1:2:46,此时环己烯的转化率为98.3%,环氧环己烷的选择性70.6%。 以正硅酸为前驱体,甲醇为溶剂,盐酸为催化剂,利用溶胶-凝胶方法包容丙氨酸Schiff碱Mn金属络合物,制得了物理包容的催化剂,并进行了表征。使用高效液相色谱测得在此包容的条件下包容催化剂的量,即30ml正硅酸乙酯包容0.245g催化剂。通过单因素实验确定了最佳包容条件:包容温度60℃,PH值4,水解度R=6,干燥温度80℃。此时得到的催化剂催化环己烯环氧化效果最佳,环己烯的转化率为98.2%,环氧环己烷的选择性为87.2%,活性与均相催化剂的催化活性相当,但选择性极大提高。 采用溶胶-凝胶和化学键联相结合的方法制得了多相催化剂,并进行了表征。通过单因数实验确定了最佳包容条件和最佳反应条件,即最佳包容条件:包容温度60℃,水硅比6:1,PH=3,干燥温度80℃;最佳反应条件:反应时间6h,催化剂用量0.175g,异丁醛:环己烯=2:1,溶剂量60ml,反应温度35℃。此时环己烯的转化率为99.6%,环氧环己烷的选择性为88.2%。 对比均相、物理包容和化学键联的三种催化剂,在反应温度35℃,反应时间6h,异丁醛:环己烯=2:1,溶剂量60ml时的催化性能,发现化学键联的催化剂无论是环己烯的转化率还是环氧环己烷的选择性都有很大的提高。通过N_2吸附发现它具有很大的比表面积。 利用XPS对两种多相化催化剂在同样的反应条件使用前后进行表面分析,发现物理包容的催化剂使用一次后催化剂表面锰原子的相对含量下降25.8%,使用六次后减少98.5%,说明外表面上的锰原子基本上全部流失。而化学键连的催化剂使用一次后锰原子的相对含量下降了17.4%,使用六次后下降了34.3%;经ICP分析,物理包容的催化剂使用一次后金属锰流失24.0%,六次后金属流失达36.0%,而化学键联法包容的催化剂使用前、使用一次和六次后金属锰的含量基本保持不变。 合成了3,5-二叔丁基-2-羟基苯甲醛,以它为原料制备了氨基酸Schiff碱铁金属络合物,考察了其对环己烯空气环氧化的催化活性,发现其催化活性很高,并有较高的选择性。 将两种多相化催化剂分别用于催化不同底物如环己烯、苯乙烯和辛烯的环氧化,发现环己烯最易被环氧化,苯乙烯次之,辛烯最不容易被环氧化。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O643.3

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【引证文献】
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【参考文献】
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