固载型硅钨杂多酸催化剂的制备及性能的研究

摘要

杂多酸是一类含氧桥的多核无机高分子化合物，是由中心原子(P、Si、As、Ge等)和配位原子(如Mo、V、W等)以一定结构通过氧原子配位桥联而成的含氧多元酸总称。按其阴离子结构可分为Keggin、Dawson、Anderson、Waugh、Silvertong等五种类型。由于其独特的笼型结构所致的“拟液相”特性，使催化反应不仅能在表面上进行，而且同时在其体相内进行，因此杂多酸的催化活性较高，选择性好。杂多酸既具有酸性又具有氧化性，而且通过变更其组成元素可以在很大范围内进行系统性调整。因此杂多酸既可以作为酸催化又可作为氧化催化剂，此外杂多酸尚具有光电催化的功能，能起到阻聚的作用等。 但由于杂多酸做为催化剂价格较高，易溶于酸、醇、水中形成液相体系，回收困难及一定程度的污染和腐蚀设备问题，而且杂多酸的比表面积较小，不利于充分发挥催化性能.因此，将杂多酸有效地负载于一些多孔固体载体上可大大提高其比表面积，更利于非均相催化反应的进行，这就为杂多酸在催化反应中的应用开辟了更为广阔的应用领域。 本文采用溶胶—凝胶法及化学自组装法制备了负载杂多酸催化剂，并对其进行了IR、XRD、BET等表征。结果表明：本实验室制备的负载型杂多酸催化剂保持了杂多阴离子的Keggin结构，具有较好的催化性能。 为了探索所得负载杂多酸的催化性能，作者从两方面进行了考察。 首先，考察了所得负载杂多酸在乙酸丁酯合成的催化性能。结果表明：在最佳条件下酯收率达到85.4％，证明其为一种较好的酸催化剂。同时，经负载后的杂多酸难溶于水，在乙酸丁酯合成中，作为催化剂用量少，且重复使用性好。该催化剂不污染环境，使生产流程简化，酯化产物的后处理可免去中和、水洗工序，为工业化应用提供了广阔的前景。 其次，以罗丹明B为研究对象，通过考察罗丹明B降解率来评价制备的负载杂多酸光催化活性。因为罗丹明B结构中存在自然界难以降解的苯环结构，如能完成对它的光催化氧化降解，对其它含有相似的有机物也有推广价值。结果表明：制备的负载杂多酸具有良好的光催化活性，降解罗丹明B水溶液效果明显。同时，催化剂简单处理后也可重复使用，大大提高了利用效率，降低了成本，对实际应用很有价值。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述和论文选题

第二章固载型杂多酸催化剂的制备

第三章固载型杂多酸催化剂的表征

第四章固载杂多酸对合成乙酸丁酯催化性能的研究

第五章固载杂多酸对罗丹明 B水溶液的光催化降解

第六章杂多酸复合物膜催化氧化性能研究

结论与展望

致谢

作者简介与硕士期间所发的论文

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