纳米铜催化剂的制备及其在分子氧为氧源的烯烃环氧化反应中的应用

摘要

环氧化合物是一类重要的有机中间体。传统的环氧化合物的制备方法主要有氯醇法、共氧化法及过酸法，都存在着污染、联产品等问题。分子氧是具有最佳原子经济性的绿色氧源，但是由于活泼的烯丙基的存在，C<,2>以上的环氧化合物目前都无法高选择性的通过分子氧氧化烯烃直接得到。因此研究分子氧为氧源的无任何还原剂的烯烃环氧化催化体系不仅具有重要的科学意义，也具有重要的应用前景。 本论文首次合成了五种纳米铜-杂多酸盐催化剂，并应用于以分子氧为氧源，不添加任何还原剂的环辛烯环氧化反应中。实验结果表明五种催化剂均有一定的催化活性，色-质分析结果证明除环氧产物外均无其它副产物生成。这表明该体系催化剂具有高效的选择性，在工艺上满足了绿色化学的要求，具有深入研究的价值。因此对催化剂的性质及其对环氧化模型反应的影响因素做了深入的考察。实验结果表明，催化剂Cu-PVW<,11>的催化活性最高，以三氟甲苯为溶剂，催化剂(Cu-PVW<,11>)：环辛烯：O<,2>=1：16667：50001．(摩尔比)，在140℃下反应2h，环氧环辛烷的产率可达7．7％。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1以分子氧为氧源，低级烯烃(以丙烯为例)环氧化反应体系

1.1.1多相催化气相环氧化

1.1.2多相催化液相环氧化

1.1.3均相催化环氧化

1.2以分子氧为氧源，高级烯烃环氧化反应体系

1.2.1 Mo催化体系

1.2.2 Co催化体系

1.2.3 Ni催化体系

1.2.4 Fe催化体系

1.3结语

第二章实验部分

2.1主要试剂及来源

2.2主要仪器

2.3杂多酸(盐)的合成

2.3.1 H5[PMo10V2O40]·32H2O的合成

2.3.2 H4[PMo11VO40]·35H2O的合成

2.3.3 α-K4[PVW11O40]·2H2O的合成

2.3.4K5H2[PCoW11O40]·xH2O的合成

2.3.5K5H2[PMnW11O40]·15H2O的合成

2.4纳米铜-杂多酸盐催化剂的合成

2.5催化反应

2.5.1纳米铜-杂多酸盐催化环辛烯空气环氧化模型反应

2.5.2气相色谱分析条件

2.6杂多酸(盐)的表征

2.6.1 H5[PV2Mo10O40]·32H2O的表征

2.6.2 H4[PMo11VO40]·35H2O的表征

2.6.3 α-K4[PVW11O40]·2H2O的表征

2.6.4K5H2[PCoW11O40]·xH2O的表征

2.6.5 K5H2[PMnW11O40]·15H2O的表征

第三章结果与讨论

3.1不同投料方式对催化剂的影响

3.2杂多阴离子对纳米铜-杂多酸盐催化的环辛烯空气环氧化模型反应的影响

3.3铜盐对纳米铜-杂多酸盐催化的环辛烯空气环氧化模型反应的影响

3.4溶剂对纳米铜-杂多酸盐催化的环辛烯空气环氧化模型反应的影响

3.5纳米铜-杂多酸盐催化剂稳定性的研究

第四章结论

参考文献

致谢

附录