论文部分内容阅读
在精细化工和催化反应中,人们一直在寻找一种具有热力学稳定性、溶解性较好以及阴阳离子具有可设计性的催化剂,功能化离子液体的出现解决了上述问题,它作为溶剂和催化剂显示出诱人的应用前景。在精细化工与催化反应的均相催化反应中,离子液体以下几个缺点：离子液体的用量大；在催化体系中催化剂分离较困难。本文针对上述存在的问题,采用介孔硅基材料作为载体,将功能化离子液体固载到介孔硅基材料的孔道或骨架内,使其成为具有特殊结构和功能的催化活性中心,从而制备了一系列新型介孔硅基材料,该类材料固载了功能化离子液体,该类介孔硅基材料既具有离子液体催化活性高的优点,又兼有便于分离和可重复使用的特点。本论文中,制备合成了固载离子液体催化剂NpmimBF4-FDU、酸性FeCl3-PBImim-PMO固载离子液体及碱性ApmimBr-PMO固载离子液体,制备了一系列固载型离子液体催化剂,并用以考察了对碳酸丙烯酯水解反应的催化性能,具体内容如下：(1)成功用甲基咪唑制备合成了离子液体NpmimBF4,并将其固载到FDU-15介孔分子筛上,制备成固载催化剂NpmimBF4-FDU。并用FT-IR、TG-DTG、N2吸附-脱附、XRD、TEM等分析手段对其结构进行了表征。NpmimBF4-FDU较好的保持了母体FDU-15有序的六方介孔结构。考察了固载催化剂NpmimBF4-FDU在碳酸丙烯酯水解反应中的催化性能,实验表明NpmimBF4-FDU具有较高的催化活性,水解产物的产率高达99%,经简单分离后催化剂可重复使用5次以上,其催化活性基本保持不变。(2)采用后嫁接法,利用介孔材料PMO为载体,将氯铁酸离子液体嫁接到介孔材料PMO孔道上,制备了酸性离子液体的介孔硅基材料(FeCl3-PBImim-PMO)。采用FT-IR、TG-DTG、XRD和N2吸附-脱附等表征手段对其结构进行了确证。结果表明,Lewis酸性离子液体已成功嫁接于材料孔道表面,且未影响载体的孔道特征。在碳酸丙烯酯水解反应中,该负载型氯铁酸离子液体表现出较高的催化效率,催化剂用量少,且可简单分离并有效重复使用7次以上。(3)本文设计并合成了含氨基功能化的碱性离子液体,该碱性离子液体为有机硅氧烷,通过后嫁接法,制备了固载碱性离子液体的介孔硅基材料。考察了该介孔硅基材料在碳酸丙烯酯的水解反应中的催化性能,实验显示该介孔硅基材料表现出较高的催化活性。与含有氨基功能化基团的介孔硅基材料相比,该固载碱性离子液体的介孔硅基材料具有更高的重复使用性能。