Mn(salen)-NH-PMO雜化催化劑的制備及催化性能研究.pdf

1、近年來人們對于催化劑的研究不再局限于應用某種活性組分直接去催化一些化學反應，隨著地球環(huán)境的污染加劇和人類生存條件的日益惡化，“環(huán)境友好型催化劑”逐漸引起人們的重視，這類催化劑要求在整個化學反應的過程中無毒、高效、無污染。傳統的均相活性組分作為催化劑在化學反應中的直接應用不僅反應的選擇性受到限制，而且還會帶來一系列的問題，比如說：水熱穩(wěn)定性差、環(huán)境污染、有毒、反應效率低、不易回收再利用等方面?？梢允褂脤⒕嗟幕钚猿煞诌M行固載，形成有機-無

2、機或有機-有機類型的雜化催化劑，那么就要選擇適合其固載的具有優(yōu)良特性的載體，利用這種方法不僅可以在一定程度上提高催化材料的催化效率，還可以一一克服以上問題，是實現其應用的有效方法。
　　本文主要是設計一條簡單有效的方法，首先合成氨基功能化的有序介孔有機硅催化材料pr-NH2-PMO，再以pr-NH2-PMO為載體，將過渡金屬Mn(salen)配合物通過配位鍵與pr-NH2-PMO中的氨基結合，實現了均相Mn(salen)配合物的固

3、載，成功制備了雜化催化劑Mn(salen)/NH-PMO，通過簡單的一步共縮合法實現了介孔硅的有機功能化，再利用后合成嫁接法制備了有機-無機雜化催化劑。利用苯甲醛和丙二腈作為反應所用的底物，以二者之間發(fā)生的Knoevenagel縮合反應為探針反應系統的研究了pr-NH2-PMO材料的催化性能；利用苯乙烯作為反應底物，在冰水浴中進行環(huán)氧化反應，全面的考察了Mn(salen)/NH-PMO雜化材料的催化性能；并都對這兩種催化材料的循環(huán)利用情

4、況進行了評價，具體內容如下：
　　1．采用橋聯有機硅烷試劑（1,2-雙(三乙氧基硅基)乙烷—BTSE）為有機硅前驅體，3-APS（3-氨基丙基三乙氧基硅烷—APS）為有機功能化試劑；陽離子表面活性劑CTBA（十六烷基三甲基溴化銨）作為結構導向劑，在NaOH和NaCl的水溶液中一步共縮合成功制備了pr-NH2-PMO。通過固體核磁（13C CP-MAS NMR spectra）法、紅外光譜（FT-IR）法、X-射線衍射（XRD）法、

5、N2吸附-脫附法及電子顯微鏡（TEM和SEM）技術，對pr-NH2-PMO材料的表面形貌和結構組成進行了表征。
　　以苯甲醛和丙二腈作為底物，在溫和條件下（室溫25℃左右）進行Knoevenagel縮合反應，以此為探針反應，分別從催化劑用量、不同的溶劑、反應底物用量、氨基的修飾量、不同的反應底物以及反應時間等方面對pr-NH2-PMO材料的催化性能進行了探究。并對當每次條件改變時所出現的不同的結果給出了相應的解釋。通過回收上一次反

6、應的催化劑，并清洗再利用的方式考察了該pr-NH2-PMO催化材料每次循環(huán)時的性能變化和使用次數。最后還通過與一些無機化合物類型的催化劑做了一個簡單的對比，進一步說明該pr-NH2-PMO催化材料的性能。
　　2．以錳元素為中心的四配位螯合希夫堿（Salen(Mn)）作為活性組分；利用后嫁接的方式在堿性條件下使Salen(Mn)中的Mn與pr-NH2-PMO上的N配位，合成了雜化材料（Mn(salen)）/NH-PMO）。通過傅里

7、葉紅外（FT-IR）光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES）法、X-射線粉末衍射（XRD）法、N2吸附-脫附法及電子顯微鏡（TEM和SEM）技術，對雜化材料（Mn(salen)/NH-PMO）的表面形貌和結構組成進行了表征。
　　以苯乙烯作為反應底物，在冰水浴（0℃）條件下進行的環(huán)氧化反應為基礎探針反應，以二氯甲烷溶液為溶劑，以NaClO作為氧化劑，PPNO（4-苯基吡啶氮氧化物）作為助催劑，通過改變體系的反應溫度、