蒙脫石復(fù)合固體堿的合成與表征及其催化Knoevenagel縮合反應(yīng)研究.pdf

1、蒙脫石是一種層狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽粘土礦物，具有良好的電負(fù)性、離子交換性、分散懸浮性、吸附性和吸水性等特點(diǎn)，在催化領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本文利用蒙脫石為原料，研發(fā)幾種在Knoevenagel縮合反應(yīng)中的固體堿催化劑，對(duì)催化劑的合成條件、結(jié)構(gòu)關(guān)系和催化性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。既實(shí)現(xiàn)了該反應(yīng)體系中的多相化，也實(shí)現(xiàn)了清潔工藝和生產(chǎn)，同時(shí)減少了環(huán)境污染。主要包括以下內(nèi)容：
　　(1)查閱大量文獻(xiàn)，對(duì)固體堿催化劑材料和改性蒙脫石材料進(jìn)行了綜述，介紹

2、了催化Knoevenagel縮合反應(yīng)機(jī)理和改性蒙脫石的合成方法。
　　(2)以蒙脫石、苯胺和FeCl3.6H2O為原料，合成蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿與磁性蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿，采用紅外光譜、紫外可見(jiàn)漫反射光譜、XRD等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，利用熔點(diǎn)儀對(duì)催化反應(yīng)后的產(chǎn)物熔點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。利用蒙脫石/聚苯胺復(fù)合固體堿作為催化劑，通過(guò)催化Knoevenagel縮合反應(yīng)的正交實(shí)驗(yàn)，從中找出最佳實(shí)驗(yàn)條件，并且對(duì)反應(yīng)溫度，催化劑用量，反應(yīng)時(shí)間分

3、別進(jìn)行了研究實(shí)驗(yàn)。合成的2種催化劑在Knoevenagel縮合反應(yīng)的重復(fù)實(shí)驗(yàn)中能夠重復(fù)利用3次。
　　(3)以蒙脫石和硝酸鋰為原料，合成12種蒙脫石/硝酸鋰復(fù)合固體堿，通過(guò)紅外光譜、XRD、氮?dú)獾葴匚?脫附等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，通過(guò)熔點(diǎn)儀對(duì)催化Knoevenagel縮合反應(yīng)后的產(chǎn)物熔點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。利用400℃煅燒的蒙脫石/(0.2g)硝酸鋰復(fù)合固體堿作為催化劑，通過(guò)催化Knoevenagel縮合反應(yīng)的正交實(shí)驗(yàn)，從中找出最佳實(shí)驗(yàn)條件

4、。對(duì)部分合成的蒙脫石/硝酸鋰復(fù)合固體堿進(jìn)行催化Knoevenagel縮合反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，其中400℃煅燒的蒙脫石/(0.2g)硝酸鋰復(fù)合固體堿的催化效果最好，反應(yīng)產(chǎn)物的收率為96.3％。利用合成的400℃煅燒的蒙脫石/(0.2g)硝酸鋰復(fù)合固體堿催化劑對(duì)Knoevenagel縮合反應(yīng)進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)中，這種催化劑都可以重復(fù)利用3次。
　　(4)以蒙脫石和氫氧化鈉為原料，合成3種蒙脫石/NaOH復(fù)合固體堿，通過(guò)紅外光譜、XRD、氮?dú)獾葴匚?

5、脫附等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，通過(guò)熔點(diǎn)儀對(duì)催化Knoevenagel縮合反應(yīng)后的產(chǎn)物熔點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)苯甲醛和丙二腈的物質(zhì)的量比為10 mmol:10 mmol、反應(yīng)時(shí)間1 h、反應(yīng)溫度60℃、催化劑用量0.1 g的條件下，利用合成的3種蒙脫石/NaOH復(fù)合固體堿作為催化劑，通過(guò)催化Knoevenagel縮合反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，其中550℃煅燒的蒙脫石/NaOH/CTAB固體堿的催化效果最好，反應(yīng)產(chǎn)物的收率為88.2%。利用其中合成的2種催化劑對(duì)Kno

6、evenagel縮合反應(yīng)進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)中，這2種催化劑都可以重復(fù)利用3次。
　　(5)以蒙脫石、硫酸和3-氨丙基三甲氧基硅烷為原料，合成3種H-蒙脫石-NH2復(fù)合固體堿，通過(guò)紅外光譜、XRD、熱重分析等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，通過(guò)熔點(diǎn)儀對(duì)催化Knoevenagel縮合反應(yīng)后的產(chǎn)物熔點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)苯甲醛和丙二腈的物質(zhì)的量比為10 mmol:10 mmol、反應(yīng)時(shí)間1 h、反應(yīng)溫度60℃、催化劑用量0.1 g的條件下，利用合成的3種 H-蒙