負載型鎢鎵多金屬氧酸鹽催化劑

環氧化物是一類用途極廣的精細化工原料和藥物中間體,形成環氧化物最重要的途徑就是烯烴的環氧化。環氧化反應無論是在有機合成還是化學工業中都佔有舉足輕重的地位,因此,對烯烴環氧化的研究一直是化工行業的一個熱點。

近些年來,多金屬氧酸鹽(POMs)得到了快速的發展,其結構類型已經遠遠的超過了傳統的Keggin和Dawson等經典結構,其組成元素也從Mo、W和V等豐產元素拓展到涵蓋元素週期表中的70多種元素。隨著多金屬氧酸鹽合成方法的不斷更新,一批具有新奇結構且意義重大的POM相繼被合成出來。但是,在實際催化應用中,POMs也存在催化劑顆粒小、難以回收、利用效率低等缺點,這不僅會約束催化劑的應用範圍,同時也增加了其在工業催化應用中的經濟成本。

負載型鎢鎵多金屬氧酸鹽催化劑圖片

有研究人員提出一種負載型鎢鎵多金屬氧酸鹽催化劑,這種催化劑可應用於環烯烴的環氧化。其制取步驟包括:

1)將36.3gNa2WO4·2H2O溶於60mL去離子水中配成濃度為1.8mol/L的溶液,然後加入6g濃度為0.1mol/L的乙酸,加熱至沸;

2)配製1mol/L的Ga(NO3)3溶液;

3)在電磁攪拌的條件下,取10mL的步驟2)所得的Ga(NO3)3溶液逐滴滴入步驟1)所得的溶液中,攪拌30min,同時調節溶液pH至最終pH為8.5;

4)將20g固體醋酸鈉逐步分批加入到步驟3)所得的溶液中,冷卻至室溫,得到GaW11混合物;

5)過濾步驟4)得到的GaW11混合物,用甲醇洗滌所得的固體數次後乾燥;

6)取步驟5)得到的固體0.054mmol,和另取的0.064mmol氨丙基三乙氧基矽烷加入10ml去離子水中,在室溫下連續攪拌2小時;

7)然後將8.75ml無水乙醇、1.2mmol矽酸四正丁酯、1.5mL 30%的氨水逐步滴入到步驟6)所得的溶液中,在室溫條件下,電磁攪拌24小時,完成二氧化矽的一步生成以及POMs在一氧化矽上的負載。所製備的多空二氧化矽的載體的孔徑為10~20nm;

8)將步驟7)所得混合物進行離心,離心的轉速為2000rpm,下層沉澱物用體積比為1:1的乙醇溶液洗滌數次,最後置於乾燥皿中乾燥,得到負載型鎢鎵多金屬氧酸鹽催化劑.

將負載型鎢鎵多金屬氧酸鹽催化劑應用於環烯烴的環氧化,其催化條件溫和,催化過程中無需溶劑,氧化劑為綠色無污染的分子氧,並且環己烯的環氧化,有較高的轉化率和選擇性。

 

 

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