功能化離子液體嵌入sba15負載磷鎢酸催化劑制備及其催(編輯修改稿)
2025-07-19 04:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 10電鏡上進行。測樣前將樣品均勻分散在乙醇中，然后滴加在銅網(wǎng)上，干燥后上樣測定。 苯甲醇選擇性催化氧化將催化劑( g)，苯甲醇(5 mmol), 水(5 ml)加入到100 ml的三頸燒瓶中，將其置于100 oC的油浴中， ml的雙氧水緩慢滴入反應體系，同時劇烈攪拌，回流反應6 h。反應完成后用二氯甲烷萃取，經(jīng)干燥取樣，用Agilent 6890 型氣象色譜儀分析產(chǎn)物。產(chǎn)物通過 GC MS ( HP5790) 進行定性分析。苯甲醇的轉(zhuǎn)化率和苯甲醛的選擇性采用面積歸一化計算得到。催化劑使用后通過離心分離，無水乙醇洗滌干燥后進行重復使用。3結(jié)果與討論 樣品的XRD表征ILPMOSBA15和PWILPMOSBA15的小角（圖1A）和廣角（圖1B）XRD分析結(jié)果見圖1所示。兩種樣品在2θ 1176。 位置有一個 d100 衍射主峰，而在 2θ 為 02176。 范圍內(nèi)存在 110 和 200 衍射峰，表明樣品在模板劑去除和負載磷鎢酸的過程中，所合成的材料仍然保持二維圖1 樣品的XRD分析 Xray diffraction patterns of the samples(A) mmol ILPMOSBA15 (a), mmol ILPMOSBA15 (b)和PWILPMOSBA15 (c) 的小角XRD。 (B) PWILPMOSBA15(c)的廣角XRD。六方孔道。而對于 110 和 200 峰衍射強度相比于 SBA15 有明顯的降低，這可能是由于存在于骨架中的有機基團模糊了硅墻與孔道之間電子密度差異，從而造成了 110 和 200 衍射峰強度的顯著降低[19]。對比三種樣品的 100 衍射峰發(fā)現(xiàn)，材料中的有機前驅(qū)體的含量增加和負載磷鎢酸后衍射峰強度均有所減弱。隨著有機機團的增加，材料的孔壁厚度不斷增加，說明有機基團成功嵌入材料的孔壁內(nèi)部。另一方面，負載磷鎢酸后衍射峰的進一步減弱，說明磷鎢酸已經(jīng)成功的引入材料的孔壁內(nèi)部。負載磷鎢酸后，材料的110和200衍射峰消失，說明磷鎢酸的引入擾亂了部分孔道結(jié)構的完整性，但是材料的整體結(jié)構仍然保持完好。為了說明負載后磷鎢酸的存在形態(tài)，對催化劑PWILPMOSBA15進行了廣角XRD分析（圖1B）。分析結(jié)果表明，負載后的PW呈現(xiàn)無定形非晶態(tài)結(jié)構，維持了[PW12O40]3的Keggin結(jié)構特征，且在載體中分散均勻，形成了均一的催化活性中心。圖2 給出了ILPMOSBA15和PWILPMOSBA15的TEM結(jié)果。從圖中 (a, b) 可以看到材料都具有規(guī)則的相互平行的六方孔道結(jié)構，而且具有均勻分布的孔徑。從垂直于孔軸線方向的圖 (b) 可以觀察到材料典型的六方孔道TEM圖像。通過對圖像的分析，結(jié)合XRD的結(jié)果，證明材料具有良好的二維有序六方孔道結(jié)構。另外，從圖 (c和d) 可以看出，負載磷鎢酸后，催化劑依舊保持著原有材料的二維有序六方孔道結(jié)構，磷鎢酸均勻分布在材料的孔道內(nèi)壁。由于磷鎢酸的固載，擾亂了材料部分區(qū)域的規(guī)整性，但對整體孔道有序結(jié)構并無很大影響。由此進一步說明，磷鎢酸已經(jīng)成功引入材料的孔道內(nèi)壁，且分散均勻。圖2樣品ILPMOSBA15 (a, b)、PWILPMOSBA15 (c, d) Typical TEM images of ILPMOSBA15 (a, b)、PWILPMOSBA15 (c, d) 表1比較所合成的載體PMOSBA1磷鎢酸（PW）和功能化離子液體含量和磷鎢酸負載量等不同催化劑對苯甲醇選擇氧化反應的影響。結(jié)果表明，由功能化離子液體制備的ILPMOSBA15幾乎沒有催化活性，%，%，%的苯甲酸生成。以未用功能化離子液體做定域化橋鍵嵌入劑的SBA15負載PW做催化劑，催化性能與單獨使用的PW相當。然而，當在SBA15制備過程中嵌入一定量的功能化離子液體(ILPrecursor )后，再負載相同量的磷鎢酸后，催化劑活性和苯甲醛選擇性增加，且隨著材料中功能離子液體嵌入量 (序號 2, 3和4) 和磷鎢酸負載量 (序號 5, 6和7) 增加，苯甲醇的轉(zhuǎn)化率和苯甲醛選擇性增加。我們認為磷鎢酸通過與離子液體功能基團的表面鍵合作用，使磷鎢酸在載體的孔道表面分散更加均勻，從而提高了催化劑活性，此外，載體材料骨架中的功能化離子液體賦予了介孔材料孔道表面一定的堿性，而載體的表面堿性位對苯甲醇選擇氧化制備苯甲醛具有促進作用，因而可提高苯甲醛的選擇性。表1中的結(jié)果還表明， mmol/g， mmol/g時，% %。因此，選擇() PW () ILPMOSBA15作為催化劑來優(yōu)化反應條件。表1不同催化劑對苯甲醇綠色氧化反應的影響Table 1 The Oxidation of benzyl alcohol in different catalysts序號催化劑IL 含量（mmol/g）PW負載量(mmol/g)轉(zhuǎn)化率 (%)選擇性 (%)產(chǎn)率 (%)苯甲醛苯甲酸1ILPMOSBA15\02PW\\3PWSBA15\4PW ILPMOSBA155PW ILPMOSBA156PW ILPMOSBA15
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