收藏本站
《山西大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

二茂铁功能化有序介孔杂化材料的制备及其催化性能研究

张铁明  
【摘要】:周期介孔有机硅材料(PMOs)是一种在分子水平上将有机基团与无机基团杂化在孔壁中的新型材料,它具有许多独特的性质:有机官能团均匀分布在孔壁中,有利于客体分子的引入和扩散;骨架中的有机官能团可以在一定程度上调节材料的物化性质,如机械性能、亲/疏水性和水热稳定性等;可以改变前驱体中的有机基团来对孔道和孔壁功能性进行调变。因此,PMOs已成为当今材料科学领域的一个研究热点,在催化、吸附、分离、光电等领域具有广泛的应用前景。 在PMO材料中,不同的有机基团赋予材料不同的性质和功能。因此,有机基团的选择十分重要。二茂铁(Fc),是一种典型的金属有机化合物,其不仅具有良好的光、电、磁等性能,而且还具有氧化还原可逆性、疏水性、易被有机官能团衍生等特性,广泛的应用于催化、传感器和生物等领域中。因此,我们选取二茂铁作为功能基团,并将其引入到PMO材料中。 本论文以乙烯基三氯硅烷、环戊二烯、无水氯化亚铁为主要原料,在无水无氧操作下合成了含有二茂铁的桥联硅氧烷1,1’-双[(2-三乙氧基硅基)乙基]二茂铁(BTEF),并以其为前驱体,分别在酸性和碱性条件下,以阳离子和非离子表面活性剂为模板,制备了一系列具有不同孔径的含有二茂铁的有序介孔杂化材料,并将其作为催化剂,应用到苯直接羟化制备苯酚和苯酚直接羟化制备苯二酚的反应中。 论文主要分三个部分,即:BTEF的合成与表征;以BTEF为前驱体,一系列含有二茂铁的介孔材料的制备及表征;采用溶胶-凝胶法制备了二茂铁修饰电极,并对电极的循环伏安和电催化性能进行了表征。 论文的第二章详细介绍了BTEF的合成步骤。由于原料和产物中含有易水解基团如SiCl和SiOEt,因此在整个实验过程中我们均采用了无水无氧技术,所有操作均在干燥的氮气气氛中进行。具体包括:首先以乙烯基三氯硅烷为起始原料,与溴化氢气体在过氧化苯甲酰存在下进行反马氏加成反应;生成的产物与无水乙醇进行醇解反应;生成2-溴乙基三乙氧基硅烷,之后再与环戊二烯基钠进行金属化反应,制备了环戊二烯基修饰的硅氧烷;最后再与无水FeCl2经成茂反应合成了二茂铁桥联的硅氧烷BTEF。我们对制备的中间产物及BTEF进行了NMR、FT-IR和UV-Vis验证。 论文的第三章介绍了在碱性条件下,以BTEF和TEOS为前驱体,以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,合成了骨架中含有二茂铁的MCM-41型的有序介孔杂化材料。考察了制备条件如初始和老化温度、表面活性剂浓度、水和乙醇量等对材料孔结构的影响,摸索出了材料制备的最优条件。采用N2物理吸附、XRD和TEM对材料的二维六方形孔道结构进行了确认。采用FT-IR、固体NMR、UV-Vis和元素分析等对材料的组成进行了表征。在苯羟化制备苯酚反应中,制备的新鲜催化剂与以二茂铁为均相催化剂的活性相近。 论文的第四章介绍了在碱性条件下,以BTEF和TEOS为前驱体,以具有不同烷烃链长度的铵盐表面活性剂[CH3(CH2)nCH3N(CH3)3+Br-(n=10,12,14,16)为模板,制备了具有不同孔径(2.0-2.6 nm)的含有二茂铁的MCM-41型的有序介孔杂化材料;并以十六烷基三甲基溴化铵为模板,以二甲苯和三甲苯为有机扩孔剂,制备了具有较大孔径(3.6-4.2 nm)含有二茂铁的MCM-41型的有序介孔杂化的材料。采用N2物理吸附,XRD和TEM对材料的二维六方形孔道结构进行了确认。采用FT-IR对材料的组成进行了表征。 论文的第五章介绍了采用蒸发诱导白组装(EISA)法,在酸性条件下以BTEF和TEOS为前驱体,以非离子表面活性剂(PO)50(EO)20(PO)50(P123)为模板剂,制备了具有较大孔径(4.3-4.7 nm)的不同含有二茂铁的SBA-15型的有序介孔杂化的材料。采用N2物理吸附、XRD和TEM对材料的二维六方形孔道结构进行了确认。采用FT-IR对材料的组成进行了表征。在苯酚羟化反应中,制备样品的催化活性与均相反应活性相近。 论文的第六部分介绍了采用溶胶-凝胶法制备了二茂铁修饰的玻碳电极,通过与裸电极的对比显示出二茂铁已成功的被固定于电极表面。考察了制备的修饰电极的循环伏安性能及其重现性和稳定性。最后还研究的制备的修饰电极在抗坏血酸中的电催化氧化行为。
【学位授予单位】:山西大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.4

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 李亚卓,张素霞,李晓芳,孙长青;基于溶胶-凝胶技术的聚烯丙胺基二茂铁化学修饰电极的组装及其对抗坏血酸的电催化氧化[J];高等学校化学学报;2003年08期
2 陈灿辉,叶华,李红;二茂铁及其衍生物的电化学研究进展[J];化工时刊;2004年10期
3 刘丰祎,符连社,王俊,张洪杰;桥联聚倍半硅氧烷的近期研究进展——单体合成及应用[J];化学通报;2003年06期
4 杨启华;刘健;钟华;王培远;;介孔硅基有机-无机杂化材料的研究进展[J];无机材料学报;2009年04期
5 董绍俊,宋发益;聚苯胺薄膜修饰电极对抗坏血酸的电催化氧化[J];物理化学学报;1992年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张国君;班红艳;吴红运;王家博;张丽华;高丽娟;;有机改性介孔硅材料在重金属废水处理中的应用[J];安徽农业科学;2011年12期
2 杨周生;聚苯胺修饰Pt微电极pH传感器的研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2002年01期
3 李星玮,李晓宣,居明,赵宝昌;聚苯胺膜电极在苯胺单体聚合反应中的电催化性能[J];催化学报;2001年01期
4 张铁明;高鹏飞;高春光;杨恒权;赵永祥;;共聚法和嫁接法制备二茂铁杂化介孔材料及其催化性能[J];催化学报;2010年06期
5 张术兵;韩相恩;阳岑;;二茂铁及其在液晶领域的合成研究评述[J];材料科学与工程学报;2007年04期
6 翟滨;赵吉祥;翟尚儒;安庆大;陈传东;宋宇;;基于ZrOCl_2-NaCl的协同作用设计合成乙烷桥键介孔材料[J];材料研究学报;2010年04期
7 翟尚儒;武贺娟;李明慧;安庆大;翟滨;;超疏水有机—无机杂化凝胶的制备和表征[J];材料研究学报;2011年01期
8 刘伟;常立民;计晓旭;;不锈钢基二氧化铅涂层阳极的制备及电化学性能[J];电镀与涂饰;2011年07期
9 杨娇萍,田艳红;化学-物理混合活化法改性活性炭电化学性能[J];电源技术;2005年06期
10 陈灿辉,李红,刘彩红;二茂铁及其衍生物修饰电极的研究[J];电子器件;2004年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄惠;导电聚苯胺和聚苯胺复合阳极材料的制备及电化学性能研究[D];昆明理工大学;2009年
2 张磊;新型微纳界面的构建及其在环境与生命分析中的应用[D];华东理工大学;2011年
3 国大旺;几种重金属离子的检测及应用的新方法研究[D];吉林大学;2011年
4 贾志奇;M(Al,Zr,Bi)-PHTS合成、表征及其催化性能[D];山西大学;2011年
5 孟宪伟;纳米颗粒增强的葡萄糖生物传感器[D];四川大学;2001年
6 吴晓苹;褪黑素及其重要衍生物的电化学研究[D];福州大学;2002年
7 朱民;微型电化学传感器的研究及其在细胞分析中的应用[D];华东师范大学;2003年
8 徐继明;电化学检测技术在离子色谱分析中的应用研究[D];华东师范大学;2003年
9 艾仕云;纳米半导体氧化物的制备及其在化学需氧量检测中应用的研究[D];华东师范大学;2004年
10 任红霞;氮杂环高分子化合物的合成及催化性能研究[D];西北师范大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏笑晗;纳米金修饰电极的制备与应用研究[D];郑州大学;2010年
2 戴玮;化学修饰电极检测亚硝酸盐[D];天津理工大学;2010年
3 刘力萍;掺杂贵金属纳米的聚合物修饰电极的制备及其应用[D];安徽师范大学;2010年
4 张艺;聚合染料修饰电极检测有机污染物的研究[D];南昌大学;2010年
5 张冬;A1基Pb-PAN复合镀层的电沉积制备和性能研究[D];昆明理工大学;2009年
6 谢香兰;脉冲电沉积制备Ti基铅复合电极材料及性能研究[D];昆明理工大学;2010年
7 郝苓汀;电化学氧化降解酚类有机污染物实验研究[D];沈阳建筑大学;2011年
8 赵红叶;基于三种新型复合纳米材料的H_2O_2电化学生物传感器研究[D];西北大学;2011年
9 李冰心;基于手性Salen金属配合物的电化学传感器的研制[D];西南大学;2011年
10 杨玉美;PbO_2/Ti电极电催化氧化降解邻氯苯酚性能的研究[D];曲阜师范大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨庆华,叶宪曾,陶家洵,孙浩然,董绍俊;二茂铁单羧基衍生物/Nafion修饰电极对多巴胺的电化学催化研究[J];北京大学学报(自然科学版);1999年06期
2 杜丹,王升富;二茂铁-磷钼酸电荷转移配合物修饰电极的制备及电化学性能的研究[J];分析科学学报;2001年01期
3 胡乃非,黄茸,杨敬;四磺酸酞菁钴-DDAB表面活性剂薄膜电极的电化学与电化学催化研究[J];高等学校化学学报;1999年08期
4 李丽东,李文江,孙长青;基于溶胶-凝胶技术的磷钨杂多酸化学修饰电极的组装及其电催化[J];高等学校化学学报;2000年06期
5 徐春,蔡宏,何品刚,方禹之;二茂铁标记DNA电化学探针的研制及性质研究[J];高等学校化学学报;2001年09期
6 刘万毅,袁耀锋,张凌云,王积涛;烷基桥联双二茂铁衍生物的取代基效应与电化学性质的研究[J];高等学校化学学报;1998年08期
7 钱鹰,孙岳明,刘举正;具有多种性能的二茂铁衍生物[J];功能材料;1999年06期
8 刘健,杨启华,张磊,郭亚军;有机-无机杂化氧化硅基介孔材料[J];化学进展;2005年05期
9 王鹏,景晓燕,梅长松,肖翔,朱果逸;两种ω-二茂铁羧酸的改进合成及其电化学行为[J];化学试剂;2000年04期
10 蒲陆梅,莫尊理,杨武,李俊,侯经国,高锦章;含二茂铁单元的分子树络合物的电化学性质[J];化学试剂;2001年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯秀丽,董相廷,王进贤,祖艳华,刘钟馨,董晓东,洪广言;液氮冷却条件下纳米AgCl/PMMA杂化材料的断面研究[J];长春理工大学学报;2003年04期
2 刘冰,强亮生;溶胶-凝胶法制备光学杂化功能材料[J];化学进展;2005年01期
3 熊明娜,周树学,游波,武利民;丙烯酸树脂/TiO_2有机-无机杂化材料的力学、热学和光学性能研究[J];材料科学与工程学报;2005年02期
4 魏明坤,刘丽君;环氧/二氧化硅杂化涂层研究进展[J];化工新型材料;2005年02期
5 聂尊誉;;基于半导体颗粒和碳纳米管的新型杂化材料开发成功[J];功能材料信息;2008年Z1期
6 陈永平,廖建和;壳聚糖/SiO_2杂化材料的制备[J];热带农业科学;2002年02期
7 张道洪,刘传军,吴璧耀;溶胶-凝胶法制备有机/二氧化钛杂化材料[J];高分子材料科学与工程;2003年05期
8 刘瑾,李真,马德柱;聚醚型氨酯酰亚胺/二氧化硅杂化材料的合成与性能研究[J];高分子学报;2004年03期
9 王琳,王庚超,李星玮,田晓慧;氧化热处理对聚苯胺/V_2O_5杂化材料结构和性能的影响[J];功能高分子学报;2004年03期
10 崔冠文;;改变材料的纳米微观世界——记朱美芳教授与他的团队[J];发明与创新(综合版);2009年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐守斌;江龙;杨海刚;宋远卿;淡宜;;聚3-己基噻吩氧化程度对聚3-己基噻吩/TiO_2杂化材料光催化活性的影响[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
2 姚宏斌;王笑寒;俞书宏;;从硒化镉-丙胺杂化材料到多种多样的硒化镉纳米结构:结构演变和光学性质的研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
3 米裕莲;高子伟;;一种新颖有机-无机杂化材料的制备与表征[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
4 严永新;吴国志;刘天宝;汪新;;以Heck反应合成POSS基有机/无机杂化材料[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
5 刘金亮;闫冰;;含镧系金属离子(Eu~(3+),Tb~(3+))中心的改性功能分子桥连硅基杂化材料的分子设计与光致发光[A];中国化学会第26届学术年会超分子组装与软物质材料分会场论文集[C];2008年
6 郑燕玉;胡炳环;林金火;;水性生漆/SiO_2杂化材料的制备与性能[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
7 苏新艳;光善仪;徐洪耀;;有机/无机分子杂化材料的构筑与激光防护性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
8 刘晓宇;王莉;黄如丹;;基于[PMo_(11)VO_(40)]~(4-)氧簇杂化材料的合成及性质研究[A];中国化学会第四届全国多酸化学学术研讨会论文摘要集[C];2011年
9 杨柏;;功能性聚合物与纳米晶杂化材料的制备和性能优化[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
10 郭伊荇;胡长文;李丹峰;王恩波;;孔道结构多金属氧酸盐[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 杨维骅 通讯员 向娟;杂化材料“武装”功能纤维[N];中国纺织报;2009年
2 本报记者 沈轶伦;创造1+1>2的效应[N];解放日报;2009年
3 通讯员 向梅 记者 刘芃;纤维为你挡住紫外线[N];上海科技报;2009年
4 本报记者唐茵;“精准”化:为我所需创造新物质[N];中国化工报;2011年
5 本报记者 张隽波;山西才俊 妙手破解国际难题[N];山西日报;2008年
6 杨国营;生物医用材料:创造生命奇迹[N];中国化工报;2003年
7 王繁泓;“铺”出一片新天地[N];中国化工报;2003年
8 中国工程院院士 李恒德;生物医学材料21世纪一个重要发展方向[N];科技日报;2001年
9 邵立勤;新材料领域值得注意的新发展方向[N];中国高新技术产业导报;2004年
10 记者 苏雁 通讯员 钟静;蛛丝可织“电子衣”[N];光明日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张铁明;二茂铁功能化有序介孔杂化材料的制备及其催化性能研究[D];山西大学;2011年
2 曹元一;受阻酚的聚多态及聚合物/受阻酚阻尼杂化材料的制备[D];华东理工大学;2010年
3 谭井华;聚氨酯/白炭黑有机—无机杂化材料及其对橡胶的互穿网络改性研究[D];华南理工大学;2012年
4 李忠;聚合物/无机物/生物质杂化复合材料及其陶瓷材料的研究[D];合肥工业大学;2010年
5 谭涓;一类新型有机—无机杂化材料—有机磷酸酯盐纤维晶体的合成与表征[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
6 刘娜;有序介孔炭的形态控制及其电化学性能研究[D];北京化工大学;2011年
7 孙志鹏;直接醇类燃料电池用有序介孔碳基复合材料的制备、表征及电催化性能研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 卢珊;介孔氧化硅仿生固定化酶的构筑及性能[D];北京化工大学;2011年
9 徐建文;有机/无机杂化材料的制备及有机与无机组分间的相互作用[D];中国科学技术大学;2006年
10 孙春艳;基于微孔金属—有机框架的多金属氧酸盐杂化材料及其性能研究[D];东北师范大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘爱凤;含紫精的介孔SiO_2荧光杂化材料的合成和表征[D];山东大学;2010年
2 陈方飞;原位聚合表面修饰纳米SiO_2/尼龙6杂化材料的制备与性能研究[D];河南大学;2011年
3 董辉;纳米SiO_2/有机硅原位杂化材料的研究及应用[D];兰州理工大学;2011年
4 臧宏瑛;基于钼八阴离子构筑的无机有机杂化材料的合成、结构和性质研究[D];东北师范大学;2010年
5 戴欣;纳/微米孔结构有机/无机杂化材料的制备[D];东北师范大学;2010年
6 冯秀丽;纳米AgCl-PMMA杂化材料的制备与表征[D];长春理工大学;2002年
7 董晓东;纳米MoO_3/PMMA杂化材料的制备与表征[D];长春理工大学;2004年
8 李波;基于溶胶-凝胶法制备PMMA/SiO_2纳米杂化材料及其对聚丙烯复合改性的研究[D];合肥工业大学;2004年
9 高锋;聚合漆酚/纳米无机物杂化材料的研究[D];福建师范大学;2003年
10 王华珍;溶胶凝胶阳离子染料薄膜的制备及非线性光学性能研究[D];华侨大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026