负载型希夫碱金属配合物的制备及其催化苯甲醇氧化的性能

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近年来随着人们环保意识的增强和环保法律的规范,高效、绿色环保的催化剂成为催化领域的研究热点之一。过渡型希夫碱金属配合物能够模拟酶在温和的条件下进行多种催化反应,如烯烃不对称催化氧化、烯烃的环氧化和聚合、环丙烷化反应等,而且希夫碱金属配合物的合成过程简单环保。由于均相的希夫碱金属配合物在反应的过程中容易聚合失活,热稳定性和重复利用率较低,其应用受到了一定的限制。均相催化剂的固载化不但可以有效的解决这些问题,在一定的条件下还可以增加催化剂的催化性能。载体是非均相催化剂的重要组成部分。分子筛有特殊的孔道结构和大的比较面积,是一种常用的载体。近些年来,磁性材料因其独特的形貌和磁力性质应用越来越广泛。用磁性材料作为载体,加入外加磁场即可将催化剂与反应体系分离,使催化剂重复使用的过程变得经济、节时、环保。  本文首先用不同的金属和配体合成了一系列均相的希夫碱金属配合物,绿色环保的过氧化氢作为氧化剂,以苯甲醇的选择性氧化制备苯甲醛为目标反应探索了中心金属和配体对催化剂性能的影响,并通过实验找出了最优反应条件。通过封装和嫁接对希夫碱金属配合物进行固载化,得到既有较高催化活性又有很好稳定性的负载型催化剂。  1.合成一系列的均相的希夫碱金属配合物,催化苯甲醇的选择性氧化反应来测试其催化活性,通过改变中心金属和配体的种类来探究它们对催化剂催化活性的影响。采用单一变量法反复试验,探索出最佳的反应条件为:反应温度为60℃,反应时间为4 h,催化剂用量为1%,取得最好的实验效果,转化率为67.3%,选择性为98.7%。  2.将均相的希夫碱金属配合物封装在NaY型的分子筛中,制备出非均相的催化剂,通过FT-IR、XRD等表征分析证实希夫碱金属配合物的成功合成与封装,TGA表征分析证实固载化可以有效的提高催化剂的稳定性,最后通过催化目标反应测试固载后催化剂的活性。  3.采用不同的方法制备出磁性纳米材料作为希夫碱金属配合物的载体,考察了反应时间、温度、碱量等因素对纳米材料形貌的影响,通过调节反应条件制备出了粒径均一、磁性良好的纳米材料。将希夫碱金属配合物固载到经过包覆和修饰的磁性纳米材料上,制备出非均相的催化剂,催化苯甲醇的选择性氧化,测试催化剂的催化性能、寿命等。
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