有机杂多酸盐催化剂的醇氧化性能研究开题报告

 2022-09-25 09:50:12

1. 研究目的与意义

一、选题背景与意义

杂多酸 化合物是一类既具有强酸性又具有强氧化性的化合物,它不但易溶于水和含氧有机溶剂中,而且固态时还具有准液相性质。诸多研究结果已经证实杂多酸是实现醇选择氧化生成醛或酮的最有效催化剂之一。然而,液相醇氧化中杂多酸催化剂的回收和循环利用是迫切需要解决的难题。杂多酸的负载化是解决该难题的有效方法,而且近几十年来科学家已经发展了许多负载方法,虽然取得了很大的发展,但仍存在反应速率慢和活性组分易熔脱等缺点。为了克服传统负载催化剂的上述不足,获取具有高活性且方便回收的杂多酸催化剂需要探索新的催化剂设计策略。目前,采用有机基团修饰杂多酸的氧化还原性能和溶解性能,是众多研究者研究的热点。基于此,本课题拟将合成一类有机杂多酸盐催化剂,考察其在以H2O2氧化剂的醇氧化反应中的催化性能。

2. 课题关键问题和重难点

二、课题关键问题及难点

由于本课题研究的是有机多酸盐催化剂的醇氧化性能的研究,针对有机酸盐催化剂的设计,主要问题如下:

1、设计制造的一类杂多酸催化剂需要达到高活性且方便回收的要求,同时还要保证反应快速和活性组分不易融脱。那么首先要注意的就是在催化剂合成路线的选择,其次是确保在合成的过程当中要保证产品最终的高活性。所以合适的设计路线及产品纯度的保证是个关键。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

(1)醇氧化

将醇经过氧化形成醛或酮的羰基化合物的过程称之为醇氧化。其中将伯醇和仲醇选择性氧化成相应的羰基化合物在精细化工、医药合成、香精香料等都具有广泛的应用,例如在香料工业中,醛酮类的香料占到香料总数的25%左右。当前醇氧化过程中除了非金属催化剂,还有大量的非金属催化剂1

(2)杂多酸

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4. 研究方案

本论文致力于设计一类本课题拟将合成一类有机杂多酸盐催化剂,考察其在以H2O2为氧化剂的醇氧化反应中的催化性能。采用红外、紫外、热重等表征方法表征其结构,并研究其在以双氧水为氧化剂的烯烃环氧化反应中的催化性能,实现催化剂的重复使用。最后,考察催化剂催化反应的最佳温度,双氧水用量,最佳反应时间以及催化剂用量,并考察催化剂的重复利用性等。

5. 工作计划

(1)搜索及查阅杂多酸及离子液体的相关文献,了解催化剂设计策略,醇氧化反应过程中的催化机理等。

(2)合成有机杂多酸盐催化剂,用红外、紫外、热重、等手段对催化剂进行表征确定其结构。

(3)考察该类催化剂对醇氧化反应的催化性能,如,最佳反应时间,最佳反应温度,最佳催化剂用量及最佳的双氧水用量等,并考察催化剂的重复利用性。

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