氨基功能化介孔SiO 2 材料的合成及其催化有机反应性能研究

发布时间：2024-04-23 05:25

　　对有序介孔二氧化硅进行有机官能团功能化修饰是实现有序介孔二氧化硅作为多相催化材料或作为载体均匀负载小尺寸金属纳米粒子的一种常用手段。通常,介孔二氧化硅功能化的实现主要通过后负载或共缩聚的方法将有机官能团嫁接到介孔二氧化硅的孔道内。研究表明,采用此法引入的有机官能团会造成介孔孔道的部分阻塞,影响反应的传质过程,造成有机官能团活性位点的可接近性降低。为了有效提高介孔二氧化硅材料中有机官能团的可接近性,本文利用不同组成的有机硅源为共缩聚前驱体,采用溶胶-凝胶技术合成了不同形貌和结构的周期性介孔有机硅材料(PMOs,Periodic Mesoporous Organosilicas),并利用其中的有机官能团构筑骨架内的分子尺寸孔穴,精确调控催化活性位点或负载小尺寸金属纳米粒子,深入研究了这些不同结构和组成的PMOs材料对催化有机合成反应的影响。以对苯二酚、双酚A和联萘酚作为有机桥联基团,利用溶胶-凝胶技术合成了三种不同形貌和结构的氨基甲酸酯功能化的PMOs材料,分析了不同有机桥联基团和合成条件对材料结构和形貌的影响,并以这些PMOs材料作为碱催化剂研究了其在三元环化的串联反应中的催化性能。以价...

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 周期性介孔有机硅(PMOs)材料的组成及结构特性
        1.2.1 有机硅源前驱体的合成
        1.2.2 有机桥联基团的结构特点
        1.2.3 PMOs材料的结构与形貌
    1.3 PMOs材料的功能化修饰
        1.3.1 有机官能团修饰
        1.3.2 金属/金属配合物修饰
    1.4 PMOs材料在催化领域内的应用
        1.4.1 碱性PMOs材料在有机合成中的催化研究
        1.4.2 金属修饰PMOs材料在有机合成中的催化研究
    1.5 论文的主要研究内容
第2章 实验原料与研究方法
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器及设备
    2.3 样品的性质表征
    2.4 催化结果分析方法
第3章 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的合成及三元环化反应的催化研究
    3.1 引言
    3.2 有机硅前驱体的合成
        3.2.1 对苯二酚有机硅前驱体(HQP)的合成
        3.2.2 双酚A有机硅前驱体的合成
        3.2.3 联萘酚有机硅前驱体的合成
    3.3 SiO₂材料的合成
        3.3.1 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的合成
        3.3.2 无机SiO₂材料的合成
    3.4 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的表征
        3.4.1 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的红外光谱表征
        3.4.2 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的差热-热重表征
        3.4.3 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的核磁共振硅谱表征
        3.4.4 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的核磁共振碳谱表征
        3.4.5 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的小角X射线粉末衍射表征
        3.4.6 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的扫描电子显微镜表征
        3.4.7 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的透射电子显微镜表征
        3.4.8 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的氮气吸脱附表征
    3.5 氨基甲酸酯修饰PMOs材料的催化性能
    3.6 串联反应合成三元环状化合物的机制研究
    3.7 本章小结
第4章 氨基修饰孔穴型PMOs材料的合成及Knoevenagel催化研究
    4.1 引言
    4.2 有机硅前驱体的合成
        4.2.1 对苯二酚有机硅前驱体(HQP)的合成
        4.2.2 双酚A有机硅前驱体(BPAP)的合成
    4.3 氨基修饰PMOs材料的合成
    4.4 氨基修饰孔穴型PMOs材料的表征
        4.4.1 氨基修饰孔穴型PMOs材料的红外光谱表征
        4.4.2 氨基修饰孔穴型PMOs材料的CHN元素分析表征
        4.4.3 氨基修饰孔穴型PMOs材料的差热-热重表征
        4.4.4 氨基修饰孔穴型PMOs材料的核磁共振硅谱表征
        4.4.5 氨基修饰孔穴型PMOs材料的小角X射线粉末衍射表征
        4.4.6 氨基修饰孔穴型PMOs材料的氮气吸脱附表征
        4.4.7 氨基修饰孔穴型PMOs材料的扫描电子显微镜表征
        4.4.8 氨基修饰孔穴型PMOs材料的透射电子显微镜表征
        4.4.9 氨基修饰孔穴型PMOs材料的二氧化碳化学吸附表征
    4.5 氨基修饰孔穴型PMOs材料的合成机制
    4.6 氨基修饰孔穴型PMOs材料的Knoevenagel催化性能测试
    4.7 本章小结
第5章 孔穴型PMOs材料负载银纳米粒子及催化还原性能研究
    5.1 引言
    5.2 孔穴型介孔SiO₂材料负载银纳米粒子的合成
    5.3 孔穴型PMOs材料负载银纳米粒子的表征
        5.3.1 孔穴型PMOs材料的傅里叶红外光谱表征
        5.3.2 MSAg-50材料的核磁共振碳谱表征
        5.3.3 MSAg-X材料的元素分析表征
        5.3.4 MSAg-X材料的X射线粉末衍射表征
        5.3.5 MSAg-X材料的X射线光电子能谱表征
        5.3.6 MSAg-X材料的氮气吸脱附表征
        5.3.7 MSAg-X材料的扫描电子显微镜表征
        5.3.8 孔穴型PMOs材料的透射电子显微镜表征
    5.4 孔穴型PMOs材料负载银纳米粒子的催化性能测试
        5.4.1 对硝基苯酚合成对氨基苯酚实验方法
        5.4.2 对氨基苯酚合成实验紫外曲线测试及动力学分析
    5.5 本章小结
结论
创新点
展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历



本文编号：3962682