赵晓:Pickering相转移催化体系的制备及在取代反应中的应用论文

赵晓:Pickering相转移催化体系的制备及在取代反应中的应用论文

本文主要研究内容

作者赵晓(2019)在《Pickering相转移催化体系的制备及在取代反应中的应用》一文中研究指出:相转移催化反应是一类重要的基础反应,在染料、助剂等纺织化学品合成领域有着广泛的应用。但现有的反应体系存在设备要求高(剧烈搅拌)、规模化难度大、反应能耗高的缺点,对常规反应体系绿色化与高效化改进,已成为亟需解决的难题。Pickering乳液具有高界面面积、高稳定性、表面活性剂用量低、环境响应等优点,在催化反应领域的应用受到了越来越多的关注。基于构建静态、高效相转移反应体系的目标,本文选用Pickering乳液最常用的SiO2粒子,通过阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂的物理改性,制备了常规型、温度响应型Pickering乳液,分析了影响乳液稳定的因素,并将两种Pickering乳液应用于纺织化学品合成中的Williamson醚化反应与酯化反应,分析了反应体系的适用性与影响催化活性的因素,为Pickering乳液在相转移催化反应中的应用奠定了基础。主要研究内容如下:(1)基于催化反应的水-油两相、阳离子表面活性剂改性的SiO2粒子,制备了常规Pickering乳液体系。表征了水相中SiO2粒子的ζ电位,分析了影响Pickering乳液稳定性的因素。结果表明:在水油两相体积均为7mL,水相中含有2wt.%SiO2、5%的十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、6%的四丁基溴化铵(TBAB)、对甲酚钠(0.14M)、油相(二异丙基酮)包含对硝基溴化苄(0.1M)时,11800rpm下,经过2min乳化,可制得O/W型Pickering乳液,平均粒径为21μm,静置3个月乳液粒径无变化。与传统Pickering乳液相比,本Pickering乳液体系由于水相含有较高浓度的碱与盐,需要使用较高浓度的固体粒子与改性剂,且常规的相转移催化剂(PTC)并不适合用于本Pickering乳液中SiO2粒子的改性。(2)以Williamson醚化反应为例,分析了常规Pickering乳液体系中的改性剂种类与浓度、相转移催化剂种类与浓度、反应底物对催化反应活性的影响;探讨了常规Pickering乳液体系用于酯化反应的可行性。结果表明:常规Pickering乳液体系可成功应用于相转移催化Williamson醚化与酯化反应,在30℃下醚化反应转化率达90%以上,酯化反应转化率达96%;相转移催化剂具有协同催化的作用,加入6%的相转移催化剂时,催化反应速率、转化率均迅速提升,反应30min对应的转化率提高30%,最终转化率提高至96%。(3)以SiO2-非离子表面活性剂构建的温度响应型Pickering乳液体系为基础,分析其在相转移催化反应应用的适用性,探讨了非离子表面活性剂、相转移催化剂对乳液稳定性的影响,分析了Pickering乳液温度响应破乳的影响因素。结果表明,温度响应型Pickering相转移催化体系的制备条件为:水油两相体积比为7:7,其中7mL水相中含有1wt.%SiO2、3%TBAB、3mM的非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚7(AEO-7)和乙酸钠(2.85M);7mL油相(二异丙基酮)包含对硝基溴化苄(0.15M),油水两相在11800rpm下乳化2min。TBAB与AEO-7在SiO2粒子表面的吸附,是形成稳定Pickering乳液的关键。搅拌与温度是温度响应型Pickering乳液破乳的关键,环境温度大于浊点时,两相才可实现完全分离,且随着温度进一步升高,乳液粘度降低引起破乳时间变短,AEO-7对应的乳液在90℃时,在10min内可完全破乳。(4)将温度响应型Pickering乳液应用于相转移催化酯化反应中,对比了两种改性剂、不同反应底物对催化活性的影响。结果表明:温度响应型Pickering乳液相转移催化反应体系展现出较高的催化活性,不同种类的原料对应的转化率均可达94%以上;SiO2改性剂TBAB在反应体系中同样起到催化作用,随TBAB浓度的增加,反应速率迅速提高;非离子表面活性用量增大时,乳液粒径减小,两相界面增多,引起反应活性稍有增大。

Abstract

xiang zhuai yi cui hua fan ying shi yi lei chong yao de ji chu fan ying ,zai ran liao 、zhu ji deng fang zhi hua xue pin ge cheng ling yu you zhao an fan de ying yong 。dan xian you de fan ying ti ji cun zai she bei yao qiu gao (ju lie jiao ban )、gui mo hua nan du da 、fan ying neng hao gao de que dian ,dui chang gui fan ying ti ji lu se hua yu gao xiao hua gai jin ,yi cheng wei ji xu jie jue de nan ti 。Pickeringru ye ju you gao jie mian mian ji 、gao wen ding xing 、biao mian huo xing ji yong liang di 、huan jing xiang ying deng you dian ,zai cui hua fan ying ling yu de ying yong shou dao le yue lai yue duo de guan zhu 。ji yu gou jian jing tai 、gao xiao xiang zhuai yi fan ying ti ji de mu biao ,ben wen shua yong Pickeringru ye zui chang yong de SiO2li zi ,tong guo yang li zi biao mian huo xing ji 、fei li zi biao mian huo xing ji de wu li gai xing ,zhi bei le chang gui xing 、wen du xiang ying xing Pickeringru ye ,fen xi le ying xiang ru ye wen ding de yin su ,bing jiang liang chong Pickeringru ye ying yong yu fang zhi hua xue pin ge cheng zhong de Williamsonmi hua fan ying yu zhi hua fan ying ,fen xi le fan ying ti ji de kuo yong xing yu ying xiang cui hua huo xing de yin su ,wei Pickeringru ye zai xiang zhuai yi cui hua fan ying zhong de ying yong dian ding le ji chu 。zhu yao yan jiu nei rong ru xia :(1)ji yu cui hua fan ying de shui -you liang xiang 、yang li zi biao mian huo xing ji gai xing de SiO2li zi ,zhi bei le chang gui Pickeringru ye ti ji 。biao zheng le shui xiang zhong SiO2li zi de ζdian wei ,fen xi le ying xiang Pickeringru ye wen ding xing de yin su 。jie guo biao ming :zai shui you liang xiang ti ji jun wei 7mL,shui xiang zhong han you 2wt.%SiO2、5%de shi er wan ji san jia ji xiu hua an (DTAB)、6%de si ding ji xiu hua an (TBAB)、dui jia fen na (0.14M)、you xiang (er yi bing ji tong )bao han dui xiao ji xiu hua bian (0.1M)shi ,11800rpmxia ,jing guo 2minru hua ,ke zhi de O/Wxing Pickeringru ye ,ping jun li jing wei 21μm,jing zhi 3ge yue ru ye li jing mo bian hua 。yu chuan tong Pickeringru ye xiang bi ,ben Pickeringru ye ti ji you yu shui xiang han you jiao gao nong du de jian yu yan ,xu yao shi yong jiao gao nong du de gu ti li zi yu gai xing ji ,ju chang gui de xiang zhuai yi cui hua ji (PTC)bing bu kuo ge yong yu ben Pickeringru ye zhong SiO2li zi de gai xing 。(2)yi Williamsonmi hua fan ying wei li ,fen xi le chang gui Pickeringru ye ti ji zhong de gai xing ji chong lei yu nong du 、xiang zhuai yi cui hua ji chong lei yu nong du 、fan ying de wu dui cui hua fan ying huo xing de ying xiang ;tan tao le chang gui Pickeringru ye ti ji yong yu zhi hua fan ying de ke hang xing 。jie guo biao ming :chang gui Pickeringru ye ti ji ke cheng gong ying yong yu xiang zhuai yi cui hua Williamsonmi hua yu zhi hua fan ying ,zai 30℃xia mi hua fan ying zhuai hua lv da 90%yi shang ,zhi hua fan ying zhuai hua lv da 96%;xiang zhuai yi cui hua ji ju you xie tong cui hua de zuo yong ,jia ru 6%de xiang zhuai yi cui hua ji shi ,cui hua fan ying su lv 、zhuai hua lv jun xun su di sheng ,fan ying 30mindui ying de zhuai hua lv di gao 30%,zui zhong zhuai hua lv di gao zhi 96%。(3)yi SiO2-fei li zi biao mian huo xing ji gou jian de wen du xiang ying xing Pickeringru ye ti ji wei ji chu ,fen xi ji zai xiang zhuai yi cui hua fan ying ying yong de kuo yong xing ,tan tao le fei li zi biao mian huo xing ji 、xiang zhuai yi cui hua ji dui ru ye wen ding xing de ying xiang ,fen xi le Pickeringru ye wen du xiang ying po ru de ying xiang yin su 。jie guo biao ming ,wen du xiang ying xing Pickeringxiang zhuai yi cui hua ti ji de zhi bei tiao jian wei :shui you liang xiang ti ji bi wei 7:7,ji zhong 7mLshui xiang zhong han you 1wt.%SiO2、3%TBAB、3mMde fei li zi biao mian huo xing ji zhi fang chun ju yang yi xi mi 7(AEO-7)he yi suan na (2.85M);7mLyou xiang (er yi bing ji tong )bao han dui xiao ji xiu hua bian (0.15M),you shui liang xiang zai 11800rpmxia ru hua 2min。TBAByu AEO-7zai SiO2li zi biao mian de xi fu ,shi xing cheng wen ding Pickeringru ye de guan jian 。jiao ban yu wen du shi wen du xiang ying xing Pickeringru ye po ru de guan jian ,huan jing wen du da yu zhuo dian shi ,liang xiang cai ke shi xian wan quan fen li ,ju sui zhao wen du jin yi bu sheng gao ,ru ye nian du jiang di yin qi po ru shi jian bian duan ,AEO-7dui ying de ru ye zai 90℃shi ,zai 10minnei ke wan quan po ru 。(4)jiang wen du xiang ying xing Pickeringru ye ying yong yu xiang zhuai yi cui hua zhi hua fan ying zhong ,dui bi le liang chong gai xing ji 、bu tong fan ying de wu dui cui hua huo xing de ying xiang 。jie guo biao ming :wen du xiang ying xing Pickeringru ye xiang zhuai yi cui hua fan ying ti ji zhan xian chu jiao gao de cui hua huo xing ,bu tong chong lei de yuan liao dui ying de zhuai hua lv jun ke da 94%yi shang ;SiO2gai xing ji TBABzai fan ying ti ji zhong tong yang qi dao cui hua zuo yong ,sui TBABnong du de zeng jia ,fan ying su lv xun su di gao ;fei li zi biao mian huo xing yong liang zeng da shi ,ru ye li jing jian xiao ,liang xiang jie mian zeng duo ,yin qi fan ying huo xing shao you zeng da 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自浙江理工大学的赵晓,发表于刊物浙江理工大学2019-05-08论文,是一篇关于乳液论文,相转移催化论文,亲核取代反应论文,表面活性剂论文,浙江理工大学2019-05-08论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自浙江理工大学2019-05-08论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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