系列新型过氧钼酸盐的合成及催化性质研究

来源 :西安石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chengyihan
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本文采用常规水溶液法,从钼酸铵和季铵盐等简单原料出发,通过调控30%H2O2用量、p H和物料比等实验条件,成功得到了三类11例新的过氧多核钼化合物,通过X-射线单晶衍射、红外、紫外、热重、元素分析、场发射扫描光电子能谱、X-射线光电子能谱和电喷雾质谱等分析手段,对这些化合物进行表征。通过研究发现这些化合物在油品脱硫、甲基苯基硫醚和苯甲醛的氧化方面展示了优秀的催化活性。(1)首次合成5例基于新型[Mo3O7(O2)3]2-阴离子的长碳链季铵盐型过氧三核钼化合物,并对其进行了催化氧化研究,探索了催化剂用量、双氧水用量、反应温度和反应时间对催化反应的影响。通过探索和优化反应条件,发现其中化合物5催化效果最好,对DBT、BT模拟油和柴油的最大脱硫率依次为99.58%、98.91%和81.00%;对催化氧化苯甲醛生成苯甲酸以及甲基苯基硫醚生成甲基苯基砜的最大产率分别为93.57%和95.63%。通过对化合物1进行电喷雾质谱研究,发现三核钼过氧化合物在液相不稳定,解离后主要形成[Mo3O10]2-,可能是催化反应的主要活性组分。[C12H25(CH3)3N]2Mo3O7(O2)3(1)[C16H33(CH3)3N]2Mo3O7(O2)3·H2O(2)[C18H37(CH3)3N]2Mo3O7(O2)3·2H2O(3)[(C12H25)2(CH3)2N]2Mo3O7(O2)3(4)[(C18H25)2(CH3)2N]2Mo3O7(O2)3(5)(2)首次合成4例基于新型[Mo5O15(O2)]2-阴离子的季铵盐型过氧五核钼化合物,对催化氧化甲基苯基硫醚生成甲基苯基砜反应进行了研究,探索了催化剂用量、双氧水用量、反应时间和温度对苯甲砜产率的影响,通过优化催化反应条件,发现化合物9催化氧化活性最好,甲基苯基砜的最大产率可达83.27%。通过对化合物9进行电喷雾质谱研究,发现五核钼过氧化合物在液相不稳定,解离后主要形成[Mo4O13]2-,可能是催化反应的主要活性组分。[(C7H7)(CH3)3N]2Mo5O15(O2)·H2O(6)[(C7H7)(C4H9)3N]2Mo5O15(O2)·H2O(7)[(C3H7)4N]2Mo5O15(O2)·H2O(8)[(C4H9)4N]2Mo5O15(O2)·2H2O(9)(3)成功合成两例含有两个超氧基团(O2)2-与十个过氧基团(O2)2-混合型的过氧十核钼酸盐晶体。化合物10和11超氧键长分别为0.1145 nm和0.1156 nm,过氧平均键长均为0.1458 nm。并对其结晶规律和催化氧化甲基苯基硫醚生成甲基苯基砜的反应进行研究,最终得到甲基苯基砜的最大产率分别为85.69%和84.28%。[N(CH3)4]4[Mo10O18(OH)4(O2)12]·6H2O(10)(NH4)4(CN3H6)4[Mo10(O2)12O22]·6H2O(11)
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