介孔材料负载型磷钨酸催化剂

随着化学工业的迅速发展，对缩酮品种及需求量不断增加。缩酮是一类可用于有机化合物的羰基保护或制药工业的中间体，甚至用作特殊反应溶剂。缩酮的合成一般是在强酸催化下，由酮与醇类合成的，所用的催化剂有硫酸、磷酸、氯化氢气体、对甲基苯磺酸，其优点是催化剂价廉易得。但是， 反应易产生废水污染环境，并对设备具有较强的腐蚀作用。

以磷钨酸、硅钨酸为代表的杂多酸是一类由氧原子桥接金属原子形成的金属氧簇化合物。具有良好的催化性能，是一种高效的双功能催化剂，不仅具有酸催化性能，还具有氧化还原催化性能。杂多酸结构稳定，可以用在均相或者非均相催化环境，也可以和相转移催化剂共同使用，对环境无污染，对设备腐蚀性小，是一种很有发展前途的绿色催化剂。

介孔材料具有高的比表面，规整的孔道结构以及窄的孔径分布，使得介孔材料在催化、分离、医药等领域得到很多应用，通过将磷钨酸、介孔材料和二氧化硅及硅胶结合起来，既能保留有序介孔材料的高比表面积、大孔容、孔径大且分布窄的特点，又能最大限度激发磷钨酸的催化活性。它们的复合过程如下：

1、将十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯加入到氨水溶液中，按摩尔投料比，十六烷基三甲基溴化铵：正硅酸乙酯：氨水(25％)：去离子水＝1：0.37： 2.8：142，在80℃温度下搅拌至溶解，将溶液抽滤并得到介孔二氧化硅滤饼。

2、将浓度为15重量％的水玻璃和浓度为12重量％的硫酸溶液，并按水玻 璃：硫酸重量比＝5：1进行充分反应1.5小时，用浓度为98重量％的硫酸调 整pH为3，且将反应物料经过抽滤、蒸馏水洗涤洗至钠离子含量为0.02重 量％，得到硅胶滤饼。

3、将制备的10克介孔二氧化硅滤饼以及10克硅胶滤饼一起放入100ml球磨罐中，在球磨罐内温度为60℃下球磨1小时，得到20克固体粉末；将该固体粉末在25℃下溶解在100克去离子水中，在转速为12000r/min下喷雾干燥；将喷雾干燥后得 到的产物在马弗炉中500℃煅烧24小时，脱除模板剂，得到20克脱除模板剂的目标产物球形二氧化硅及硅胶复合载体。

4、将上述20克球形二氧化硅及硅胶复合载体在25℃温度下与磷钨酸一起放入去离子水中，搅拌至溶解，且球形二氧化硅及硅胶复合载体：去离子水： 磷钨酸的摩尔比为1：25：1，并在200℃温度下进行喷雾干燥，得到负载磷钨酸的球形二氧化硅及硅胶复合载体。

用XRD、扫描电镜和X荧光分析仪来对该负载型磷钨酸催化剂进行表征。由XRD谱图出现的小角度谱峰可知，通过喷雾干燥法负载磷钨酸的球形二氧化硅及硅胶复合载体具有介孔材料所特有的 2D的六方孔道结构。

将负载型磷钨酸催化剂用于催化环己酮和丙三醇的反应时，催化剂可以经过回收而反复使用，并且具有减少副反应、提高转化率、不腐蚀设备、后处理工艺简单以及有利于环保等优点。

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