Dawson型钒铁取代的POM的合成及其在环氧化反应中的催化活性研究

摘要

本文以Dawson型POM为基础，进一步合成了六种不同数目钒原子取代的钒铁Dawson型POM，并制备了尚未见报道的杂多酸季铵盐，并通过IR、UV、元素分析和热重分析等手段对它们进行了结构表征，以此推断其分子式为：K9P2W17FeO62·16H2OK9P2W16VFeO62·15H2OK9P2W15V2FeO62·15H2OK9P2W14V3FeO62·15H2OK9P2W13V4FeO62·15H2OK9P2W12V5FeO62·15H2O[(C4H9)4N]9P2W13V4FeO62·6H2O在POM中，配位原子处于最高氧化态，具有较强的氧化催化性能，同时还可能是固体超强酸。因此POM为具有酸性和氧化性双重性能的催化剂。POM具有独特的柱型结构，因此在均相和非均相反应中都显示出很高的催化活性和独特的选择性。 本文还研究了上述合成的12种POM为催化剂催化顺丁烯二酸的环氧化反应时的催化活性，并探索和优化了催化的条件。实验证明：随着钒原子数目的增加，Dawson型POM催化活性逐渐增强，四丁基铵盐的催化活性高于相应钾盐的催化活性，值得注意的是POM催化顺丁烯二酸的环氧化时，只有pH在4.0～5.0范围内，催化剂的活性基本保持不变。不在此范围内，转化率则低于30％。

目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1引言

1.2 Dawson型POM的结构

1.3 Dawson型POM的特征

1.3.1 Dawson型POM的一级、二级和三级结构

1.3.2 Dawson型POM的酸性和氧化还原性

1.3.3假液相

1.4 Dawson型POM的应用

1.5 Dawson型POM的制备

1.6 Dawson型POM的光谱特征

1.6.1 IR光谱特征

1.6.2 UV光谱

1.6.3极谱

1.6.4拉曼光谱

1.6.5 NMR谱

1.6.6 X-射线粉末衍射

1.7合成环氧顺丁二酸的现行方法

1.8 H2O2作为氧化剂的氧化还原机理

1.9研究意义

1.10研究构想

2实验部分

2.1实验仪器及试剂

2.1.1实验仪器及条件

2.1.2主要试剂

2.2 Dawson型杂多化合物的合成

2.2.1 α/β-K6P2W18O62·10H2O的合成

2.2.2 α-K6P2W18O62·14H2O的合成

2.2.3 α2-K1oP2W17O61·15H2O的合成

2.2.4 Na12P2W15O56.18H2O的合成

2.2.5K9P2W17FeO62·16H2O的合成

2.2.6 K9P2W16VFeO62·15H2O的合成

2.2.7 K9P2W15V2FeO62·15H2O的合成

2.2.8 K9P2W14V3FeO62·15H2O的合成

2.2.9 K9P2W13V4FeO62·15H2O的合成

2.2.10 K9P2W12V5FeO62·15H2O的合成

2.2.11四丁基钨钒酸铵的合成

2.3 Dawson型POM催化顺丁烯二酸的环氧化反应

3实验结果与讨论

3.1POM的结构表征

3.1.1 POM的IR谱

3.1.2 POM的UV光谱

3.1.3 POM的元素分析

3.1.4 POM的热重分析

3.2 K7P2W16FeVO62催化顺丁烯二酸的环氧化反应

3.2.1催化剂用量对反应的影响

3.2.2反应温度对反应的影响

3.2.3 H2O2的用量对反应的影响

3.2.4反应时间对反应的影响

3.3 K8P2W13FeV4O62催化环氧化反应的正交实验设计

3.4 K7P2W17FeO62催化顺丁烯二酸的环氧化反应

3.4.1催化剂用量对反应的影响

3.4.2反应温度对反应的影响

3.4.3 H2O2的用量对反应的影响

3.4.4反应时间对反应的影响

3.5 K7P2W15V2FeO62催化顺丁烯二酸的环氧化反应

3.5.1催化剂用量对反应的影响

3.5.2反应温度对反应的影响

3.5.3 H2O2的用量对反应的影响

3.5.4反应时间对反应的影响

3.6 K7P2W14V3FeO62催化顺丁烯二酸的环氧化反应

3.6.1催化剂用量对反应的影响

3.6.2反应温度对反应的影响

3.6.3 H2O2的用量对反应的影响

3.6.4反应时间对反应的影响

3.7 K7P2W12V5FeO62催化顺丁烯二酸的环氧化反应

3.7.1催化剂用量对反应的影响

3.7.2反应温度对反应的影响

3.7.3 H2O2的用量对反应的影响

3.7.4反应时间对反应的影响

3.8[(n-C4H9)4N]7P2W13V4FeO62催化环氧化反应

3.8.1催化剂用量对反应的影响

3.8.2反应温度对反应的影响

3.8.3 H2O2的用量对反应的影响

3.8.4反应时间对反应的影响

3.9各催化剂催化环氧化反应时催化剂用量的比较

3.10与现有合成环氧顺丁二酸钠方法的比较

4.结论

参考文献

附录

本人在硕士期间所取得的研究成果

声明

致谢