介孔多酸/有机硅复合材料的孔结构可控合成及催化性能研究

摘要

多金属氧酸盐作为具有酸性和氧化还原性“双功能特性”的催化剂，是现代催化剂的研究热点。然而，由于多酸的比表面积小易溶于极性溶剂等缺点，限制了其在许多催化过程中的实际应用。因此，将多酸固载到具有大比表面积、大孔径和高孔容的介孔材料上可克服它们在催化反应中的局限性并且获得更好的催化性能。本文致力于设计制备系列具有有序介孔结构的二氧化硅或有机硅负载型H3PW12O40/SBA-15和H3PW12O40/PMO非均相催化材料，并分别通过苯乙烯氧化制备苯甲醛的反应研究其非均相氧化催化性能，具体研究内容如下。
　　采用一步溶胶-凝胶共缩合法，在三嵌段共聚物P123的结构导向作用下，制备了系列H3PW12O40担载量(8.9-15.7％)可调控的二维六方介孔结构H3PW12O40/SBA-15复合催化剂。通过XRD、FT-IR、TEM和N2吸附-脱附表征手段，对复合材料的组成与结构、表面物理化学性质和形貌进行了详细表征。结果显示H3PW12O40/SBA-15复合催化剂呈现出较大的BET比表面积，Keggin结构多酸单元在整个材料中均匀分散。通过苯乙烯的催化氧化反应系统考察了H3PW12O40/SBA-15复合材料的催化氧化性能，并评价了其活化和循环使用情况。
　　在三嵌段共聚物P123的结构导向作用下，通过一步共缩合技术，以桥联有机硅烷试剂为有机硅前驱体、多金属氧酸盐H3PW12O40为活性物种，制备了系列H3PW12O40担载量(14.8-28.5％)可调控的二维六方介孔结构H3PW12O40/PMO复合催化剂。通过XRD、TEM、固体13C核磁、FT-IR、N2吸附-脱附表征手段，对H3PW12O40/PMO复合材料的组成与结构、表面物理化学性质和形貌进行了详细表征。结果显示H3PW12O40/PMO复合催化剂呈现出较大的BET比表面积，Keggin结构多酸单元在有机硅材料中均匀分散。通过催化苯乙烯的氧化反应，系统考察了H3PW12O40/PMO复合材料的催化氧化性能，并评价了其活化和循环使用情况，为其实际应用奠定基础。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 多金属氧酸盐概述

1．1．1 多金属氧酸盐的结构

1．1．2 多金属氧酸盐的应用

1．1．3 多金属氧酸盐的非均相化

1．2 介孔材料的研究

1．2．1 介孔材料的特性

1．2．2 介孔材料的形成机制

1．3 介孔材料的功能化

1．3．1 表面活性剂的选择

1．3．2 有机-无机杂化介孔材料的制备方法

1．4 本课题选题目的及意义

第二章 介孔结构复合材料H3PW12O40／SBA-15的制备、表征及催化性能研究

2．1 复合材料PW12／SBA-15-x的制备和表征

2．1．1 试剂与仪器

2．1．2 SBA-15负载磷钨酸复合催化剂的制备

2．1．3 SBA-15负载磷钨酸复合催化剂的表征方法

2．2 结果与讨论

2．2．1 SBA-15负载磷钨酸复合催化剂的表征结果

2．2．2 复合材料PW12／SBA-15的催化性能研究

2．3 本章小结

第三章 有序介孔复合材料H3PW12O40／PMO的制备、表征及催化性能研究

3．1 负载型PW12／PMO-x复合催化剂的制备和表征

3．1．1 试剂与仪器

3．1．2 负载型PW12／PMO-x复合催化剂的制备

3．1．3 负载型PW12／PMO-x复合催化剂的表征方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 负载型PW12／PMO-x复合催化剂的表征结果

3．2．2 负载型PW12／PMO-x复合催化剂对于苯乙烯氧化反应的影响

3．3 本章小结

第四章 结论

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间研究成果

声明