王萌:Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40复合催化剂的制备及其催化性能研究论文

王萌:Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40复合催化剂的制备及其催化性能研究论文

本文主要研究内容

作者王萌(2019)在《Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40复合催化剂的制备及其催化性能研究》一文中研究指出:基于人类生存环境的污染情况愈加严重,近年来,“环境友好型催化剂”逐渐引起了广泛的关注,人们不只是单一的使用某种活性组分来催化某种化学反应,更重视的是在此化学反应过程中要做到无害、无毒、无污染并保证高效。传统的催化剂如液体酸、金属盐等,在化学反应中普遍会带来一系列的问题,例如环境污染、催化剂不可再生、腐蚀设备、后处理繁琐等。如果使用固体酸作为催化剂,且固载到具有可磁性回收这种优良特性的载体上,利用这种材料来催化化学反应,即可一一克服以上所涉及的问题。本文设计一种基于Fe3O4磁性纳米粒子的复合材料,以磁性Fe3O4纳米粒子作为载体,采用丙烯酸表面修饰和聚合,通过酸碱作用引入对苯二胺,负载Keggin型多金属氧酸盐(H3PW12O40),制备了Fe3O4@(CH2-CH)nCOOH–NH2-C6H4-NH2/H3PW12O40磁性纳米复合材料(Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40),此复合材料通过外加磁场的作用下易于从反应体系中分离且能够循环使用。随后分别以葡萄糖和纤维素的水解反应作为探针实验来考察其催化性能,并对此磁性纳米复合材料的循环利用情况进行评价,具体内容如下:1、首先采用共沉淀法合成磁性Fe3O4纳米粒子,经过丙烯酸的表面修饰后,再加入引发剂和丙烯酸,与载体表面修饰的丙烯酸发生聚合,接着通过酸碱作用引入对苯二胺,最后掺杂Keggin型多金属氧酸盐,制备Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40磁性纳米复合材料。通过红外光谱(FT-IR)法、热重分析(TGA)法、透射电子显微镜(TEM)技术、振动样品磁强计(VSM)实验以及电感耦合等离子体发射光谱(ICP)法等手段,表征了复合材料的结构、形貌和性质。2、以葡萄糖水解反应作为探针实验,考察Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40磁性纳米复合材料的催化性能,研究发现葡萄糖脱水生成的主要产物为5-羟甲基糠醛(5-HMF),并对每次条件改变时所出现的不同结果给出相应的解释。通过单因素实验确定了它的最优反应条件,即葡萄糖与催化剂的质量比为1:1,溶剂为5 mL蒸馏水+乙醇(1:1),温度为200℃,反应2 h时,5-HMF的产率最高,为97%。最后还考察了Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40磁性纳米复合材料的循环使用情况,催化剂在循环使用五次以后,5-HMF的产率为95%。3、以纤维素水解反应作为探针实验来进一步考察Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40磁性纳米复合材料的催化性能,探究发现纤维素脱水反应的主要产物为葡萄糖,并对每次条件改变时出现的不同结果做出相应解释。通过单因素实验确定了它的最优反应条件为纤维素与催化剂的质量比为2:1,溶剂为5 mL蒸馏水,温度为200℃,反应1h时,葡萄糖的产率可达97%。最后还考察了Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40磁性纳米复合材料的循环使用情况,同样在循环使用五次后,葡萄糖的产率仍然可以达到96%。

Abstract

ji yu ren lei sheng cun huan jing de wu ran qing kuang yu jia yan chong ,jin nian lai ,“huan jing you hao xing cui hua ji ”zhu jian yin qi le an fan de guan zhu ,ren men bu zhi shi chan yi de shi yong mou chong huo xing zu fen lai cui hua mou chong hua xue fan ying ,geng chong shi de shi zai ci hua xue fan ying guo cheng zhong yao zuo dao mo hai 、mo du 、mo wu ran bing bao zheng gao xiao 。chuan tong de cui hua ji ru ye ti suan 、jin shu yan deng ,zai hua xue fan ying zhong pu bian hui dai lai yi ji lie de wen ti ,li ru huan jing wu ran 、cui hua ji bu ke zai sheng 、fu shi she bei 、hou chu li fan suo deng 。ru guo shi yong gu ti suan zuo wei cui hua ji ,ju gu zai dao ju you ke ci xing hui shou zhe chong you liang te xing de zai ti shang ,li yong zhe chong cai liao lai cui hua hua xue fan ying ,ji ke yi yi ke fu yi shang suo she ji de wen ti 。ben wen she ji yi chong ji yu Fe3O4ci xing na mi li zi de fu ge cai liao ,yi ci xing Fe3O4na mi li zi zuo wei zai ti ,cai yong bing xi suan biao mian xiu shi he ju ge ,tong guo suan jian zuo yong yin ru dui ben er an ,fu zai Kegginxing duo jin shu yang suan yan (H3PW12O40),zhi bei le Fe3O4@(CH2-CH)nCOOH–NH2-C6H4-NH2/H3PW12O40ci xing na mi fu ge cai liao (Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40),ci fu ge cai liao tong guo wai jia ci chang de zuo yong xia yi yu cong fan ying ti ji zhong fen li ju neng gou xun huan shi yong 。sui hou fen bie yi pu tao tang he qian wei su de shui jie fan ying zuo wei tan zhen shi yan lai kao cha ji cui hua xing neng ,bing dui ci ci xing na mi fu ge cai liao de xun huan li yong qing kuang jin hang ping jia ,ju ti nei rong ru xia :1、shou xian cai yong gong chen dian fa ge cheng ci xing Fe3O4na mi li zi ,jing guo bing xi suan de biao mian xiu shi hou ,zai jia ru yin fa ji he bing xi suan ,yu zai ti biao mian xiu shi de bing xi suan fa sheng ju ge ,jie zhao tong guo suan jian zuo yong yin ru dui ben er an ,zui hou can za Kegginxing duo jin shu yang suan yan ,zhi bei Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40ci xing na mi fu ge cai liao 。tong guo gong wai guang pu (FT-IR)fa 、re chong fen xi (TGA)fa 、tou she dian zi xian wei jing (TEM)ji shu 、zhen dong yang pin ci jiang ji (VSM)shi yan yi ji dian gan ou ge deng li zi ti fa she guang pu (ICP)fa deng shou duan ,biao zheng le fu ge cai liao de jie gou 、xing mao he xing zhi 。2、yi pu tao tang shui jie fan ying zuo wei tan zhen shi yan ,kao cha Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40ci xing na mi fu ge cai liao de cui hua xing neng ,yan jiu fa xian pu tao tang tuo shui sheng cheng de zhu yao chan wu wei 5-qiang jia ji kang quan (5-HMF),bing dui mei ci tiao jian gai bian shi suo chu xian de bu tong jie guo gei chu xiang ying de jie shi 。tong guo chan yin su shi yan que ding le ta de zui you fan ying tiao jian ,ji pu tao tang yu cui hua ji de zhi liang bi wei 1:1,rong ji wei 5 mLzheng liu shui +yi chun (1:1),wen du wei 200℃,fan ying 2 hshi ,5-HMFde chan lv zui gao ,wei 97%。zui hou hai kao cha le Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40ci xing na mi fu ge cai liao de xun huan shi yong qing kuang ,cui hua ji zai xun huan shi yong wu ci yi hou ,5-HMFde chan lv wei 95%。3、yi qian wei su shui jie fan ying zuo wei tan zhen shi yan lai jin yi bu kao cha Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40ci xing na mi fu ge cai liao de cui hua xing neng ,tan jiu fa xian qian wei su tuo shui fan ying de zhu yao chan wu wei pu tao tang ,bing dui mei ci tiao jian gai bian shi chu xian de bu tong jie guo zuo chu xiang ying jie shi 。tong guo chan yin su shi yan que ding le ta de zui you fan ying tiao jian wei qian wei su yu cui hua ji de zhi liang bi wei 2:1,rong ji wei 5 mLzheng liu shui ,wen du wei 200℃,fan ying 1hshi ,pu tao tang de chan lv ke da 97%。zui hou hai kao cha le Fe3O4@PAA-PPD/H3PW12O40ci xing na mi fu ge cai liao de xun huan shi yong qing kuang ,tong yang zai xun huan shi yong wu ci hou ,pu tao tang de chan lv reng ran ke yi da dao 96%。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自长春工业大学的王萌,发表于刊物长春工业大学2019-09-04论文,是一篇关于聚丙烯酸论文,磷钨酸论文,葡萄糖论文,纤维素论文,长春工业大学2019-09-04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,资料来自长春工业大学2019-09-04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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