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《兰州理工大学》 2011年
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Keggin型多金属氧酸盐催化醛与乙酸酐反应的研究

张彩霞  
【摘要】:多金属氧酸盐(Polyoxometalate,简称POM),以其催化活性高、选择性好、反应条件温和及不腐蚀设备等优点,是兼具酸性和氧化还原性的固体双功能催化剂,其酸性和氧化还原性可在分子或原子水平上进行调节,因此一直是催化和材料化学领域研究的热点。在作为酸性催化剂时,具有活性高,不腐蚀设备,减少污染等重大优点。因此开展POM在工业催化、环境保护及节能等方面的开发与研究都具有重要的科研价值和工业意义。 本文在文献综述的基础上,研究了多金属氧酸盐的酸催化反应性能,主要的研究内容及结论如下: 1. Keggin型多金属氧酸盐(M_xPW_(12)O_(40)·nH_2O和M_xPMo1 2O4 0·nH_2O)酸催化醛与乙酸酐反应研究 合成了一系列Keggin型多金属氧酸盐,并考察了他们对醛与乙酸酐缩合反应的催化活性,并以Keggin型FePW_(12)O_(40)多金属氧酸盐为催化剂,考察了反应配比、反应时间、反应温度等对反应的影响。采用IR、XRD等谱学方法对催化剂进行了表征,并推测了可能的反应机理和活性中心,得到了以下基本结论: (1)合成Keggin型多金属氧酸盐并用作醛与乙酸酐缩合反应的催化剂。实验发现,在该缩合反应中FePW_(12)O_(40)的活性最好; (2)采用一系列醛做底物,系统考察了反应配比、反应时间、反应温度对反应的影响。最适宜的反应条件是:FePW_(12)O_(40)用量0.034 mmol、反应时间5 min、室温无溶剂的优化反应条件下,以5 9 . 1 5~9 4 . 8 5 %的收率生成相应的1 , 1 -二乙酸酯。 (3)该体系具有实验过程简单,操作方便,反应条件温和等突出优点,具有工业化应用的潜力。 2.Keggin型多金属氧酸盐LnPW_(12)O_(40)·nH_2O (L n = L a、Ce、Nd、Sm)酸催化醛与乙酸酐反应研究 合成了一系列Keggin型多金属氧酸盐,并考察了他们对醛与乙酸酐缩合反应的催化活性,并以Keggin型NdPW_(12)O_(40)多金属氧酸盐为催化剂,考察了反应配比、反应时间、反应温度等对反应的影响。采用IR、XRD等谱学方法对催化剂进行了表征,并推测了可能的反应机理和活性中心,得到了以下基本结论: (1)将Keggin型多金属氧酸盐用作醛与乙酸酐缩合反应的催化剂。实验发现,在该缩合反应中NdPW_(12)O_(40)的活性最好; (2)采用一系列醛做底物,系统考察了反应配比、反应时间、反应温度对反应的影响。最适宜的反应条件是:NdPW_(12)O_(40)用量0.1 g、反应时间5 min、室温无溶剂的优化反应条件下,以56~98.3%的收率生成相应的1 , 1 -二乙酸酯. 3.采用浸渍法制备了SiO2负载稀土杂多酸盐(LaPMO1 2O4 0 /SiO2)。采用IR、XRD等谱学方法对催化剂进行了表征,并用于醛与乙酸酐反应中,较系统地研究了催化剂用量,反应时间,醛与酸酐物质的量比等对收率的影响,实验结果表明,在室温无溶剂条件LaPMO_(12)O_(40) /SiO2用量为0.1g,n(aldehyde):n(Acetic Anhydrid)=1:3时,以60.2~90.5%的收率生成相应的1 , 1 -二乙酸酯。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O643.32

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【参考文献】
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