多酸化学论文
磷钼杂多酸配合物的合成及表征
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分类号:G663.8 单位代码:10149U D C:编号:2010095沈阳化工大学硕士研究生学位论文磷钼杂多酸配合物的制备和性质研究作者姓名:战丽平指导教师姓名:郭虹副教授申请学位级别:硕士学科类别:理学学科专业名称:无机化学2013. 3Master Thesis Submitted toShenyang University of Chemical TechnologyforThe Master Degree of Applied ChemistrySynthesis of p - mo heteropoly complexes, structure and properties of 磷钼杂多酸配合物的制备和性质研究By Zhan LipingSupervisor:Guo Hong2013. 3沈阳化工大学硕士学位论文独创性声明本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《磷钼杂多酸配合物的制备和性质研究》,是本人在导师指导下,在沈阳化工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。
据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。
本声明的法律结果将完全由本人承担。
作者签字日期:年月日沈阳化工大学硕士学位论文使用授权声明《磷钼杂多酸配合物的制备和性质研究》系本人在沈阳化工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。
本论文的研究成果归沈阳化工大学所有,本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。
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本人授权沈阳化工大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。
保密□,在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于不保密□。
(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日摘要在二十世纪八十年代以后,多酸化学的基础研究呈现出前所未有的活跃。
配合物-多酸催化剂的制备及性能研究
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Synthesis and catalytic properties of polyoxometalates modified with coordiationcompoundsCandidate Li YongSupervisor As. Pro. Tao-Hai LiCollege College of ChemistryProgram Inorganic ChemistrySpecialization Novel Advanced MaterialsDegree MasterUniversity Xiangtan UniversityDate April. 2012湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日摘要金属有机配合物具有良好的配位能力,丰富多样的结构,一定的催化氧化性和分子识别能力,一直以来都是人们研究的热点。
多酸由于其强酸性、氧化还原性、结构多样化等优点,被广泛应用于功能材料和催化领域。
因此,配合物与多酸的结合具有重要的研究意义和广泛的应用前景。
本文以几种具有高催化活性的金属有机配合物与几种常见的杂多酸为反应物,利用简单的化学共沉淀法制备了七种新型的配合物-多酸化合物:[Ru(2,2′-bi py)3]3(PW12O40)2(1),[Ru(2,2′-bipy)3]3(PMo12O40)2(2),[Ru(2,2′-bipy)3]2(SiW12O40) (3),(CuC12H30N6)3(PW12O40)2(4),(CuC12H30N6)3(PMo12O40)2(5),(CuC12H30N6)2(S iW12O40)2(6),(NiC10H26N6)3(PW12O40)2(7)。
多酸
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固体杂多酸种类及其在酯化反应中的催化应用研究进展摘要:杂多化合物是一类含有氧桥的多核配合物,固体杂多酸( 盐) 催化剂以其强酸性、高催化活性、高选择性和对环境友好等优点被誉为新一代催化剂。
本文对固体杂多酸( 盐) 催化剂在酯化反应中的应用研究与进展进行了综述。
关键词:杂多酸( 盐) 催化剂酯化反应进展杂多酸是由中心原子( 如P、Si、Fe、Co 等) 和配位原子( 如Mo、W、V、Nb、Ta等) 按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸。
作为一类新型的催化材料,杂多酸及其盐类化合物以其独特的酸性、“准液相”行为、多功能( 酸、氧化、光电催化) 等优点在催化研究领域中受到研究者们的广泛重视。
对于杂多酸( 盐) 催化剂的研究已有大量的文献报道[ 1~ 11]。
本文从实际应用出发,仅对杂多酸( 盐)作为固体酸催化剂的制备、催化性质、应用研究的最新进展进行评述。
传统的酯化反应催化剂使用最为广泛的是浓硫酸,自从20 世纪70 年代日本成功地把杂多酸催化丙烯水合实现工业化以来,杂多酸( 盐)作为有机合成和石油化学工业中的催化剂已经受到化学家们的广泛关注。
固体酸一般指能使碱性指示剂变色的固体,严格讲,固体酸是指能给出质子( Bronsted 酸)或能够接受孤电子对( Lewis 酸)的固体。
固体酸催化剂按其组成大致分为杂多酸型、无机酸盐、金属氧化物及其复合物、沸石分子筛和阳离子交换树脂等。
固体杂多酸催化剂有纯杂多酸、杂多酸盐和负载型杂多酸( 盐)三种形式[12]。
1.纯杂多酸杂多酸按其阴离子结构可分为Keggin、Dawson、Anderson、Waugh、Silvertong 5种类型。
目前用作催化剂的主要是12系列杂多酸,分子式为HnAB12O40·XH2O(具有Keggin结构的杂多酸),常见的是十二磷钨酸( H3PW12O40·XH2O )、十二硅钨酸( H4SiW12O40·XH2O )、十二磷钼酸( H3PMo12O40·XH2O)、十二钨锗( H4GeW12O40·xH2O) 等。
多酸
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多酸一、夹心型化合物最近相关文献(部分):1.rhEPO/EPO discrimination with ultrasensitive electrochemical biosensor based on sandwich-type nano-Au/ZnO sol-gel/nano-Au signal amplification.作者: Zhang, Liqun; Wang, Yunxia; Wang, Jingjing; Shi, Jianfeng; Deng, Kun; Fu, Weiling来源出版物: Biosensors & bioelectronics 卷: 50 页: 217-23 DOI: 10.1016/j.bios.2013.06.038 出版年: 2013-Dec-15 (Epub 2013 Jun 27)2.Bis(tetrabenzotriazaporphyrinato) and (tetrabenzotriazaporphyrinato)(phthalocyaninato) lutetium(III) complexes - novel sandwich-type tetrapyrrolic ligand based NIR absorbing electrochromes作者: Pushkarev, VE (Pushkarev, Victor E.)[ 1,2 ] ; Kalashnikov, VV (Kalashnikov, Valery V.)[ 1 ] ; Trashin, SA (Trashin, Stanislav A.)[ 1 ] ; Borisova, NE (Borisova, Nataliya E.)[ 1 ] ; Tomilova, LG (Tomilova, Larisa G.)[ 1,2 ] ; Zefirov, NS (Zefirov, Nikolay S.)[ 1,2 ]来源出版物: DALTON TRANSACTIONS 卷: 42 期: 34 页: 12083-12086 DOI: 10.1039/c3dt51357b 出版年: 20133.Two in one: Charged tertiary phosphines held together by ionic or covalent interactions as bidentate phosphorus ligands for synthesis of half-sandwich Ru(II)-complexes作者: Udvardy, A (Udvardy, Antal)[ 1 ] ; Benyei, AC (Benyei, Attila Csaba)[ 1,2 ] ; Juhasz, P (Juhasz, Peter)[ 1 ] ; Joo, F (Joo, Ferenc)[ 1,3 ] ; Katho, A (Katho, Agnes)[ 1 ]来源出版物: POL YHEDRON 卷: 60 页: 1-9 DOI: 10.1016/j.poly.2013.05.008 出版年: AUG 29 20134.Half-sandwich rhodium and iridium complexes containing homochiral imidazolyl-imine ligands: synthesis, characterization and catalytic applications.作者: Becerra, Alexandra; Contreras, Raul; Carmona, Daniel; Lahoz, Fernando J; Garcia-Orduna, Pilar来源出版物: Dalton transactions (Cambridge, England : 2003) 卷: 42 期: 32 页: 11640-51 DOI: 10.1039/c3dt51222c 出版年: 2013-Aug-28 (Epub 2013 Jul 11)5.Sandwich-type mixed tetrapyrrole rare-Earth triple-decker compounds. Effect of the coordination geometry on the single-molecule-magnet nature.作者: Kan, Jinglan; Wang, Hailong; Sun, Wei; Cao, Wei; Tao, Jun; Jiang, Jianzhuang来源出版物: Inorganic chemistry 卷: 52 期: 15 页: 8505-10 DOI: 10.1021/ic400485y 出版年: 2013-Aug-5 (Epub 2013 Jul 11)6.Growth kinetics of the Cu3Sn phase and void formation of sub-micrometre solder layers in Sn-Cu binary and Cu-Sn-Cu sandwich structures作者: Li, QQ (Li, Qingqian)[ 1 ] ; Chan, YC (Chan, Y. C.)[ 1 ]来源出版物: JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS 卷: 567 页: 47-53 DOI: 10.1016/j.jallcom.2013.03.093 出版年: AUG 5 20137.Revisiting the Chemistry of the Actinocenes [(eta(8)-C8H8)(2)An] (An = U, Th) with Neutral Lewis Bases. Access to the Bent Sandwich Complexes [(eta(8)-C8H8)(2)An(L)] with Thorium (L = py, 4,4 '-bipy, tBuNC, R(4)phen)作者: Berthet, JC (Berthet, Jean-Claude)[ 1 ] ; Thuery, P (Thuery, Pierre)[ 1 ] ; Garin, N (Garin, Nicolas)[ 1 ] ; Dognon, JP (Dognon, Jean-Pierre)[ 1 ] ; Cantat, T (Cantat, Thibault)[ 1 ] ; Ephritikhine, M (Ephritikhine, Michel)[ 1 ]来源出版物: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 卷: 135 期: 27 页: 10003-10006 DOI: 10.1021/ja4036626 出版年: JUL 10 20138.Synthesis, characterization and catalytic activity of a new sandwich-type tungstophosphate functionalized by carboxyethyltin作者: Yang, H (Yang, He)[ 1 ] ; Zhang, LC (Zhang, Lan-Cui)[ 1 ] ; Yang, L (Yang, Liu)[ 1 ] ; Zhang, XL (Zhang, Xiao-Lan)[ 1 ] ; You, WS (You, Wan-Sheng)[ 1 ] ; Zhu, ZM (Zhu, Zai-Ming)[ 1 ]来源出版物: INORGANIC CHEMISTRY COMMUNICATIONS 卷: 29 页: 33-36 DOI: 10.1016/j.inoche.2012.12.011 出版年: MAR 2013二、多酸类型:主要有两大类:1.同多酸:由相同的酸酐组成的一类酸,也可以认为是:两个或两个以上同种简单含氧酸分子缩合而成的酸。
多酸化学导论[优质借鉴]
![多酸化学导论[优质借鉴]](https://img.taocdn.com/s3/m/dccdf1b7f111f18583d05af0.png)
说。2K2O·SiO2 ·12WO4
优质材料
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1929年Pauling提出了1:12系列多酸结构的三维模式,这 一多酸的“花篮”式结构设想,使多酸化学发展又进 入了一个新时代。
1934年英国物理学者J.F.Keggin提出了著名的Keggin结
构模型。
1953年,Dawson测定了K6P2Mo18O62·14H2O 的结构,这是 2:18系列杂多化合物。X-射线测定指出其为三斜晶系, 后人为纪念他称2:18系列杂多化合物为Dawson结构杂 多化合物。
优质材料
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1.2 杂多配合物的组成
由两种以上的无机含氧酸根缩合而成的多聚 态含氧阴离子与抗衡阳离子所构成,组成上由中 心原子(杂原子)和配位原子(多原子)通过氧原子 桥连的多核配酸,其中配位原子多为W、Mo、V三
种元素,中心原子可以是金属和非金属。
优质材料
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杂多阴离子的结构称作一级结构,可以表示 杂多酸的组成和个数以及各组成元素之间的结合 方式,是杂多化合物的骨架结构;杂多阴离子与 反荷离子组合得到杂多酸或杂多酸盐的晶体结构 称作杂多化合物的二级结构;而杂多阴离子、反 荷离子和结晶水一般称作杂多化合物的三级结构。
现在文献中多用 Polyoxometalates (多金属 氧酸盐)及 Metal-oxygen clusters (金属氧 簇) 来代表多酸化合物。
多酸化学就是关于同多酸和杂多酸的化学。
优质材料
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1.1 杂多化合物的研究简史 1826年J.Berzerius成功合成第一个杂多酸—12-钼
优质材料
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(1)多金属氧酸盐可溶解在水和极性有机溶剂中, 并在溶液中仍然保持在固体中所具有的阴离子结构。 尤其是在极性有机溶剂中也能溶解的性质为缔合有 机组分提供了方便。 ( 2)多金属氧酸盐阴离子可具有不同的电荷、不同 的形状和不同的尺寸,这将有利于调变和设计它和 有机组分之间的相互作用,以合成出含有各种有序 空间排列的分子聚集体。
杂多酸(盐)与负载型杂多酸催化剂的制备、表征及其催化氧化噻吩的研究
![杂多酸(盐)与负载型杂多酸催化剂的制备、表征及其催化氧化噻吩的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/c4990359ad02de80d4d840d8.png)
烟台大学硕士学位论文杂多酸(盐)与负载型杂多酸催化剂的制备、表征及其催化氧化噻吩的研究姓名:李新华申请学位级别:硕士专业:物理化学指导教师:索掌怀20080601摘要严格的燃料油硫排放标准给传统的加氢脱硫工艺带来严峻的挑战。
氧化脱硫可在温和条件下实现超深度脱硫,因而成为引人瞩目的脱硫方法。
杂多酸催化剂因其独特的酸催化和氧化还原催化性能而引起人们的关注。
论文选择以杂多酸(盐)为催化剂,以H2O2为氧化剂考察了在温和条件下噻吩氧化脱硫的催化活性。
以多种表征手段研究了杂多酸催化剂的组成、结构及表面酸性,并与其催化活性进行关联,取得如下结果:1.制备了钒取代的磷钼杂多酸H3+x PV x Mo12-x O40(x=1,2,3)。
元素分析、XRD及IR光谱证实这三种杂多酸均具有Keggin结构。
2.不同的杂多酸对噻吩氧化脱硫的活性次序为:H3PW12O40 > H5PV2Mo10O40 > H6PV3Mo9O40 > H4PVMo11O40 > H3PMo12O40 >> H4SiW12O40。
在最佳反应条件下,H3PW12O40对噻吩的转化率可达70%。
3.以SiO2、Al2O3、TiO2及活性炭为载体制备了负载型磷钨杂多酸催化剂,N2吸附、XRD、IR光谱表征证实负载后咱杂多酸比表面积显著增大,具有原有的Keggin结构。
这些催化剂对噻吩氧化脱硫活性的次序为:H3PW12O40/AC > H3PW12O40/SiO2 > H3PW12O40/TiO2 > H3PW12O40/Al2O3。
利用UV-vis吸收光谱测定了负载型杂多酸在水及乙醇中的溶脱率,发现杂多酸与载体的相互作用强弱次序为:Al2O3 > TiO2 > SiO2 > 活性炭,这种相互作用会显著影响其催化活性。
4.采用酸碱中和滴定的方法制备一系列杂多酸铯盐催化剂,并首次用于噻吩的氧化脱硫反应。
多酸催化反应的研究
![多酸催化反应的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/878705801eb91a37f0115cb4.png)
多酸催化反应的研究作者:郑继军聂婧思姜惠康刘亚冰来源:《科学导报·学术》2020年第67期【摘要】多金属氧酸盐是一类具有独特构造和化学性质的簇聚物。
由于其在能量、催化、光学、材料等具有潜在的价值,已成为化学研究的热点领域。
本文综述了近些年来多酸作为环境友好型催化剂在化学反应催化方面的应用:光催化降解、电催化还原、CO2环加成反应、烯烃环氧化。
【关键词】多金属氧酸盐;催化;氧化还原引言多金属氧酸盐又称多酸,是一类由过渡金属和氧相结合而成的化合物,具有高负电荷、大分子量、极性溶剂中良好的溶解性和结构多样可变等特点。
距J.Berzerius合成的12-钼磷酸铵(NH4)3PMo12O40·nH2O第一个多酸—以来,多酸化学已有近两百年历史。
多酸不仅是一种高效、绿色的催化剂,同时还能催化多种类型反应,例如光催化降解、电催化还原、CO2环加成反应、烯烃环氧化反应。
一、光催化反应解-吸有机物近年来,能将以阳光为能量的光催化技术应用于科研工作者关注的重点。
多酸的光敏性质早在1916被Rindel M.S发现,他发现R-Keggin钨酸盐H3[PW12O40]可以被光还原而生成一种蓝色物质,且该物质可以被空气再氧化。
Kirandeep等[1]通过溶剂热法在酸性条件下将配体咪唑和5-硝基间苯二甲酸分别与Co(CH3COO)2·4H2O/Zn(NO3)2·6H2O进行反应,合成了两组具有高效吸附性能的[Co(api)(nita)]·DMF和[Zn2(api)2(nita)2]·DMF多酸盐,研究发现,Co-MOF 在酸性介质pH =3,接触时间30min条件下,Co-MOF对MO的吸附率为56%,相较于Zn的36%,Co被发现是表现出显著良好结果的最佳系统,具有良好的吸附性能。
二、电催化还原多酸催化剂通过非均相氧化反应来激活电极表面,促使与底物发生反应使失活介质再生。
[无机小论文]多酸化学的发展
![[无机小论文]多酸化学的发展](https://img.taocdn.com/s3/m/5db093f6770bf78a652954a7.png)
多酸化学的发展The Development of Polyoxometalate Chemistry王聪(北京大学化学与分子工程学院 100871)摘要:近年来,得益于快速的单晶数据采集策略的发展,多酸化学的领域有了革命性的突破。
许多发现和成果被竞相报道。
本文将从多酸化学的历史和基本知识出发,对多酸化学的进展作一个总览性的介绍。
关键词:多酸;金属氧簇;金属有机骨架。
Abstract:During the last few years the field of polyoxometalate (POM) chemistry has undergone a revolution fuelled by the availability of extremely fast single crystaldata collection strategies. Much of the interest in these molecules has arisen becausesuch clusters represent a paradigm in discovery of systems that can be encouraged togrow from molecular to the nanoscale. Their versatile nature in terms of structure,size, redox chemistry, photochemistry, and charge distribution means thatpolyoxometalate chemistry is arguably one of the many areas in inorganic chemistrythat is developing most rapidly today. So in this review, the basic knowledge ofpolyoxometalate as well as many related achivements are presented to show therapid progress people have made in polyoxometalate chemistry.Key Words: polyoxometalate; nanoscale clusters; POM.前言多酸是一类金属-氧簇状化合物,通常可由若干金属含氧酸分子(如钒酸、钼酸等)脱水缩合而成。
多酸基离子液体聚合物用于燃油氧化脱硫的研究-毕业论文
![多酸基离子液体聚合物用于燃油氧化脱硫的研究-毕业论文](https://img.taocdn.com/s3/m/d9be02f4cc7931b764ce15a9.png)
---文档均为word文档,下载后可直接编辑使用亦可打印---要随着社会的不断进步和发展,日常生活和生产活动中愈发离不开燃油。
但是燃油中的含硫化合物燃烧会产生环境问题的罪魁祸首之一SO x,造成酸雨、雾霾,严重危害人类身体和生态环境。
目前工业上传统的加氢脱硫技术高温高压的反应条件限制了其在工业化的长期稳定发展。
因此,非加氢脱硫技术成为了研究的焦点。
其中,氧化脱硫因其反应条件温和,脱硫效率高受到了广泛的关注。
本论文围绕“多酸基离子液体及其聚合物的构建并应用于氧化脱硫的研究”这一主题,通过调变阴阳离子和阴离子交换法制备了一系列多酸基离子液体及其聚合物,应用于燃油的氧化脱硫过程,通过FT-IR、XPS、XRD等表征手段对其结构性质进行分析,并探究其反应机理和构效关系。
首先,通过化学计量法合成了不同的钒取代Keggin结构杂多酸,再利用阴离子交换的方法将其固定在咪唑型离子液体上,形成磷钼钒基咪唑离子液体催化剂[C4VIM]PMoV2,结合表征技术、实验数据和理论计算,首次证明了离子液体中阳离子上的乙烯基官能团在催化反应中的重要作用。
在以氧气为氧化剂的脱硫体系中,最佳脱硫条件是:反应温度为120o C,空气流量为100 mL/min,催化剂用量为0.05 g,搅拌转速为1000 rpm。
在最佳反应条件下,5 h内即可达到98%以上的脱硫率。
对不同含硫底物的脱除效果顺序为DBT > 4-MDBT > 4,6-DMDBT,催化剂可以循环使用6次且没有明显的活性下降。
其次,以同多钒酸阴离子为活性中心通过阴离子交换的方法将其与具有不同碳链长度的溴代聚离子液体结合,形成同多钒酸基聚离子液体催化剂p-C4VIM-V10。
通过各项表征技术和实验数据,证明了催化剂的成功制备且具有优良的稳定性和催化氧化脱硫活性。
在以氧气为氧化剂的脱硫体系中,最佳脱硫条件是:反应温度为120o C,空气流量为100 mL/min,催化剂用量为0.05 g,搅拌转速为1000 rpm。
多酸化学导论
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1.2 杂多配合物的组成
由两种以上的无机含氧酸根缩合而成的多聚 态含氧阴离子与抗衡阳离子所构成,组成上由中 心原子(杂原子)和配位原子(多原子)通过氧原子 桥连的多核配酸,其中配位原子多为W、Mo、V三
种元素,中心原子可以是金属和非金属。
杂多阴离子的结构称作一级结构,可以表示 杂多酸的组成和个数以及各组成元素之间的结合 方式,是杂多化合物的骨架结构;杂多阴离子与 反荷离子组合得到杂多酸或杂多酸盐的晶体结构 称作杂多化合物的二级结构;而杂多阴离子、反 荷离子和结晶水一般称作杂多化合物的三级结构。
(3)多金属氧酸阴离子可作为电子接受体,可被一个或多 个电子还原成为混合价阴离子(称为“杂多蓝”)。当它和 有机π电子给予体结合后,电子将发生离域作用,在有机 体系和无机体系中共存。
(4)多金属氧酸阴离子可作为多齿配体,向其阴离子骨架 引入磁性过渡金属离子(Fe2+, Co2+, Ni2+和Mn2+等),或有 机π电子给予体后,形成的材料中的离域电子和磁性过 渡金属离子的定域电子共存,这提供了研究分子体系中 磁性和导电性相结合的机会。随着化学与材料科学的交 叉、渗透发展,人们预言杂多金属氧酸盐将成为光、电、 磁新型功能分子材料家族中新的一员。
多酸化学经历了百余年的发展,现已进入 一个崭新的时代。由于多酸化学令人感兴趣的 结构和应用背景,吸引着越来越多的学者从不 同角度对其进行研究,特别是二十世纪八十年 代以后,多酸化学的基础研究呈现出前所未有 的活跃,应用研究也受到高度重视。多酸的合 成已进入了分子剪切和组装,从对稳定氧化态 物种的合成研究进入亚稳态和变价化合物及超 分子化合物研究。
引言
多金属氧酸盐由于其分子结构独特和电子结构 的多样性,在材料领域被誉为“分子器件’。在 催化、生物、药物及材料领域受到研究者的密切 关注,特别是近年来一批具有新奇光、电、磁等 特性的功能性多酸化合物的不断涌现及近代合成 技术的不断创新和发展,使多金属氧酸盐作为构 造功能材料的重要无机构 筑块己成为近代多酸 化学的研究热点。以其作为构建有机一无机功能 材料的无机组分具有以下几个特点:
多酸化学
![多酸化学](https://img.taocdn.com/s3/m/b1d4aca9d1f34693daef3e38.png)
多酸化学简介多酸化学是无机化学中的一个重要研究领域,至今已有一百多年的历史。
多酸是由两个或两个以上的无机含氧酸酐酸化后缩合脱水得到的一类化合物,由同种酸酐酸化缩合脱水而成的多酸称为同多酸,如焦硫酸H2S2O7,焦磷酸H4P2O7,三聚磷酸H5P3O10等;由不同种酸酐酸化缩合脱水而成的多酸称为杂多酸,如钨磷酸H3PW12O40和钼磷酸H3PMo12O40等。
杂多酸(Polyoxometalate,Heteropoly Acid 简称HPA),是一类早已为人们所熟悉的无机高分子化合物,自1826年J.Berzerius成功的合成了第一个杂多酸——12-钼磷铵((NH4)3PMo12O40·nH2O),距今已有170多年的历史了,但对它系统的研究在70年代才开始,如今多酸化学已成为无机化学中重要研究领域之一。
近年来多酸化学发展迅速,除了在理论方面有重要进展外,在应用方面也取得了突破性进展。
由于多酸结构优异,可望在功能材料方面,诸如高质子导体、非线性光学材料、磁性材料方面有所作为。
杂多酸(盐)具有许多特殊的性质:组分比较简单,结构确定,兼具配合物和金属氧化物的结构特征。
杂多酸(盐)是多电子氧化剂,同时又是强质子酸,其氧化性可通过改变组成的方式来改变,这有利于催化剂设计;许多杂多酸(盐)都溶于水和含氧有机极性溶剂中,其溶液一般比较稳定;固态杂多酸(盐)对热是稳定的,这些性质可是杂多酸(盐)用作均相和多相氧化型催化剂和酸型催化剂或双功能催化剂。
杂多酸中杂原子(如P、Si)和多原子(如W、Mo)按一定结构通过氧原子配位桥联组成一类配合化合物。
在杂多酸中,杂多阴离子中的杂原子的结构类型有四面体型、八面体型、二十面体型三类。
四面体型又有1:12系列的Keggin结构和Dawson结构;八面体型的杂阴离子有1:6系列和1:9系列两个系列;二十面体型的杂阴离子主要是1:12系列。
在这几种结构中,Keggin结构的杂多酸(盐)是最容易生成而又被广泛深入研究的杂多化合物,在Keggin结构中杂多阴离子[XM12O40]n-的结构为一级结构,是由12个MO6八面体围绕一个中心XO4四面体所构成.杂多阴离子与反荷阳离子组成二级结构。
多酸化合物药物活性研究进展
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第29卷第4期吉林医药学院学报V01.29N o.42008年08月Jour nal of Ji li n M edi c al C o U e g e A ug.2008文章编号:1673-2995(2008)04-0217-03多酸化合物药物活性研究进展R es ea r ch pr ogr ess of m edi ci nal act i vi t i es of pol yoxom et al at es综述赵文秀1’2,彭军¨,李妍1(1.吉林医药学院,吉林吉林132013;2.东北师范大学化学学院,吉林长春130024)摘要:介绍了当前国内外对多酸化合物药物活性的研究工作新进展,对多酸化合物在抗艾滋病、抗肿瘤、抗病毒等领域的研究进行了论述,同时对多酸化合物未来的研究方向和趋势作了分析。
关键词:多酸化合物;药物活性;进展中图分类号:R979.1文献标识码:A多酸化合物,是一类前过渡金属氧阴离子簇,是具有do构型的金属阳离子以氧阴离子为“桥”,通过自组装过程形成的低聚物。
同种无机含氧酸根离子缩合而成的缩合物称为同多阴离子,不同无机含氧酸根离子缩合而成的缩合物称为杂多阴离子。
在通常情况下,多酸是同多阴离子、杂多阴离子、同多酸、杂多酸及其盐的总称。
对于这类物质,一个更形象、意义更明确的名词“多聚氧桥金属氧酸盐”正逐渐被使用,但习惯仍称此类物质为“多酸”。
多酸有广泛的用途,除了传统上用于催化、功能材料、相转移等领域,正逐渐延伸至分析化学、临床化学和生物化学等领域。
1971年R a ynaud等首次报道了杂多阴离子[Si W。
:0柏]4。
的抗病毒活性,开创了多酸的药物化学。
从20世纪80年代中后期,国内外的多个研究小组进行了多酸的结构修饰工作,并开始多酸抗病毒等的系统研究工作,多酸药物研究进入了一个新的发展时期。
本文就近年来多酸在抗艾滋病、抗肿瘤、抗病毒等领域的药物化学进展进行综述。
多酸化学简介
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多酸的简介多酸从一百多年前被科学家发现到现在,已经成为无机化学中的一个重要分支,它的研究历经数代人的努力。
1826年科学家合成了第一个杂多酸“12-钼磷酸按”。
从此,多酸的研究为无机化学的发展开辟了一个崭新的时代。
多酸(POM)是金属氧簇类化合物的简称(Metal-oxygenClusters),全称为多金属氧酸盐(Polyoxometalates)。
其结构多样,[M b O c]n-一或〔X n M b O c]n-.为其阴离子的通用化学式(其中M为配原子,主要是Mo,W,V,Nb,Ta等处于氧化态的d区过渡金属元素;X为中心原子即杂原子,在元素周期表中一般为p区或d区元素)。
多酸通常由同种或不同种的无机含氧酸(如磷酸、钼酸、钨酸等)相互之间缩合形成:前者称为同多酸(Isopolyacid),其酸根离子称为同多阴离子(例:[M o O4]2-→[M o6O19]2-);后者称为杂多酸(Heteropolyacid),其酸根离子称为杂多阴离子(例:[WO4]2-+[PO4]3-→[P2W18O61]。
多酸具有较强的氧化性,其中的过渡金属原子通常处于最高价态,在保持结构稳定的同时能吸收多个电子而回到较低价态[1]。
多酸可由近70种元素构成,构型丰富。
与同多酸相比,杂多酸的构造略有不同。
常见的杂多酸由杂多阴离子与抗衡阳离子形成多核配酸,组成上为中心原子X和配位原子M通过氧原子桥连(图1)。
多酸化学的研究及应用
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多酸化学的研究及应用近些年,多酸因同时具有酸性和氧化还原性,在工业生产中得到广泛地应用。
文章对多酸的结构、性能、制备及表征等方面进行简单介绍,将多酸化学的研究进展进行综述。
并对多酸在近些年的应用进行归纳,分析其在催化方面的广阔应用前景。
标签:多酸;催化;应用1 概述多酸化学的发展历程已有200多年,由于过渡金属在配位时会呈现出不同的价态[1],可为配位提供多种模式,令多酸呈现不同的结构。
多酸的基本结构单元主要是{MO6}八面体和{MO4}四面体,各个多面体之间通过共角,共边,或共面相连而产生大量不同的多阴离子结构。
正因多酸的多变结构,使其拥有丰富多样的性质,这些性质主要表现在催化、电化学、生物仿生学等方面。
而多酸的催化工艺在化工生产过程中占有重要地位。
多酸类催化剂克服了传统催化剂的腐蚀性及污染严重等缺点,与离子交换树脂相比,其具有低温高活性、高稳定性等优点,符合“绿色化学”发展要求,拥有广泛前景。
本文对多酸的结构、性能、制备、表征、多酸化合物的开发和研究及其复合物优良的催化性质在化工领域的应用等方面作了综述。
2 多酸结构、性能、制备及表征2.1 多酸的结构特征早期,人们将多酸分为同多酸与杂多酸,认为由同种无机含氧酸根离子缩合形成同多阴离子,构成的酸称为同多酸;由不同种类含氧酸根离子缩合形成杂多阴离子,构成的多酸称为杂多酸。
1826年,第一个杂多酸——12-钼磷酸铵(NH4)3PMo12O40·nH2O,由Berzerius成功制得。
再到1934年,Keggin通过X射线粉末衍射实验提出著名的Keggin结构模型,随后,Wells-Dawon、Anderson、Waugh、Silverton及Lindqvist 基本结构的发现,使多酸的基本结构研究日益成熟起来。
目前的研究主要集中于Keggin结构(如图1)。
2.2 多酸的催化性能随环境污染问题的日趋严重,在化工领域,对“绿色化学”的要求也越来越高,作为酸催化剂的多酸,与传统的H2SO4、BF3、硅铝催化剂及固体磷酸等相比,除选择性和催化活性高之外,多酸催化剂更易回收、对环境污染小、不腐蚀设备,酸性可调变等优良性能,使得对多酸催化剂的研发是很有必要的。
多酸论文
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多酸结构类型综述多金属氧酸盐,英文名为Polyoxometalates,简称POMs,是一类由高价态的前过渡金属离子(主要指V、Nb、Ta、Mo、W)和氧连接组成的多金属氧簇化合物。
多金属氧酸盐化学至今已有一百七十多年的历史,是无机化学中的一个重要的研究领域。
早期的多酸化学认为多酸是由两个或两个以上的无机含氧酸根阴离子脱水缩合得到的一类化合物,根据组成不同可以分为同多酸和杂多酸。
其中,同种类的含氧酸根离子缩合形成同多阴离子,其酸为同多酸;不同种类的含氧酸根离子缩合形成杂多酸阴离子,其酸为杂多酸。
它们是多金属氧酸盐化学的两大组成部分。
一、多金属氧酸盐的六种经典结构类型多金属氧酸盐有六种经典结构类型,包括Keggin结构、Dawson结构、Anderson结构、Waugh结构、Silverton结构和Lindquist结构。
其中,Lindquist 结构是一种最重要的同多阴离子结构类型,其它五种均为杂多阴离子的结构类型。
1)Keggin结构Keggin结构杂多阴离子的通式可表示为[XM12O40]n-(X = P,Si,Ge,As,M = Mo,W,V),该结构由12个MO6八面体围绕着中心XO4四面体构成,整个结构具有Td对称性。
结构中共有四组三金属簇M3O13,它们之间以及与中心四面体之间都是共角相连。
我们知道,由钼和磷组成的多金属氧酸盐是多酸化学的重要组成部分,也是近年研究热点之一。
而由钼磷组成的多金属氧酸盐主要有5种结构类型,即[PMo12O40]4-Keggin结构、[P2Mo18O62]6-Dawson结构、[P2Mo5O23]6-、[P4Mo6O34]12-、[P6Mo18O73]12-等,含有四面体杂原子的Keggin结构杂多酸及其盐稳定性高,因容易制备而得到深入地研究和应用开发。
先分析[PMo12O40]4-Keggin结构如下:2) Dawson 结构从结构的观点上来看,Dawson 结构是由两个Keggin 多阴离子缩合衍生而来的。
化学动力学在多酸研究中的应用..
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化学动⼒学在多酸研究中的应⽤..化学动⼒学在多酸化学研究中的应⽤摘要:化学动⼒学也称反应动⼒学、化学反应动⼒学,是研究化学过程进⾏的速率和反应机理的物理化学分⽀学科,它的应⽤⾮常⼴泛。
本论⽂介绍了化学动⼒学的研究领域、研究⽅法及其应⽤,综述了化学动⼒学在多酸化学研究中的应⽤。
关键词:化学动⼒学;多酸化学;物理化学;Abstract:Chemical kinetics, also known as reaction kinetics, chemical reaction kinetics, is the branch of physical chemistry to study the rate and reaction mechanism of the chemical processes ,it is widely used. This paper describes the research field, methods and applications of the chemical kinetics ,and reviewed the applications of the chemical kinetics in polyacid chemistry research.Keywords: Chemical kinetics; polyacid chemistry; physical chemistry1、前⾔1889年阿累尼乌斯针对反应速度随温度变化的规律引⼊了“活化分⼦”、“活化热”的概念,并利⽤范霍夫等⼈的研究成果,导出反应速度的指数定律。
这个定律所揭⽰的物理意义和质量作⽤定律⼀起为化学动⼒学的发展奠定了基础。
创造了可以从动⼒学⾓度探讨化学反应的途径,最终为了解化合物相互反应的基本原理作出重要贡献。
化学动⼒学的发展经历了从现象的观察到理论的分析,从宏观的测量到微观的探索,因⽽它⼜分为宏观化学动⼒学和微观反应动⼒学,后者⼜称分⼦反应动⼒学。
多酸化学的研究及应用
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多酸化学的研究及应用
多酸化学的研究及应用一直以来都是化学研究的一个重要热点,因为它们深刻地影响着化合物的性质和特性。
本文就讨论多酸化学的研究及应用,并探讨其对化学、医学、环境和其他科学领域的重要意义。
概述:
多酸化学是一个涉及多种多样化学物质的研究领域。
它旨在研究多酸化合物的化学结构和特性,并利用多酸化合物的知识和研究结果,开发更有效的合成方法和新型化合物,从而探索和开发新的制药和其他新型材料。
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钒的多酸化学
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钒的多酸化学
何则强;张平民;高孝恢;熊利芝;肖慎修;陈天朗
【期刊名称】《化学世界》
【年(卷),期】2001(42)4
【摘要】对钒的多酸化学 ,特别是其杂多酸化学进行了较为详细的概述 ,也对钒的多酸化学的发展趋势作了预测。
【总页数】4页(P206-209)
【关键词】钒;同多酸;杂多酸;多酸化学
【作者】何则强;张平民;高孝恢;熊利芝;肖慎修;陈天朗
【作者单位】中南大学化学化工学院;四川大学化学学院
【正文语种】中文
【中图分类】O614.511
【相关文献】
1.同多酸和杂多酸修饰微电极的电化学研究——Ⅶ.磷钒钼杂多酸薄膜修饰… [J], 王宝兴;董绍俊
2.优化用多钒酸铵制备高纯偏钒酸铵的研究 [J], 许子路;方民宪;张李
3.从工业钼钒渣中选择性浸出钒并以钒酸铁形式回收钒 [J],
P.C.ROUT;G.K.MISHRA;D.MOHAPATRA;B.PADH;B.R.REDDY
4.从工业钼钒渣中选择性浸出钒并以钒酸铁形式回收钒 [J], P. C. ROUT;G. K. MISHRA;D. MOHAPATRA;B. PADH;B. R. REDDY;
5.同多酸和杂多酸修饰微电极的电化学研究Ⅶ.磷钒钼杂多酸薄膜修饰微电极和杂多酸/聚苯胺薄膜修饰微电极的制备和电化学性质 [J], 王宝兴;董绍俊
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多酸的光化学和光催化上
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上海化工 !##$ 年 第 $% 期
综
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论杂多酸型催化剂摘要:由于全球环境污染和生态破坏日益严重,保护环境,实施可持续发展战略已成为人类十分关注的重大问题。
如果从源头上防止污染,从根本上减少或消除污染,实现零排放,提高“原子经济性”,这是绿色化学研究的首要目标。
研究和开发环境友好催化剂已成为绿色化学的重要环节。
在酸催化工艺中,传统的催化剂主要有硫酸、磷酸、氢氟酸等,它们腐蚀性强、后处理复杂,环境污染严重。
杂多酸是近年来开始引起催化研究工作者普遍重视的一类新型催化剂,具有高活性,用量少,不腐蚀设备,催化剂易回收,反应快,反应条件平和等优点。
现在已有十来个以多酸为催化剂的反应实现了工业化[1]。
下面对杂多酸的性能及催化工艺方面的应用作一叙述。
关键词:杂多酸、催化剂、酸催化、氧化还原催化一、多酸型催化剂简介杂多酸是由杂原子(如P,Si,Fe,Co等)和多原子(如Mo,W,V,Nb,Ta等)按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸.作为一类新型的催化材料,杂多酸及其盐类化合物以其独特的酸性、“准液相”行为、多功能(酸、氧化、光电催化)等优点在催化研究领域中受到研究者们的广泛重视[2]。
在对近十年国内学术期刊发表多酸化学研究论文的统计中,发现50%以上是关于多酸在催化方面性能及应用的研究,足见科研人员对此方面的关注。
二、多酸催化机理2.1酸催化机理多酸作为强质子酸,在水溶液中,它的H+可完全解离;而在乙酸、丙酮等非水溶液中测得的质子解离常数也要远大于常见的盐酸、硫酸等。
所以由它取代矿物酸所催化的酸催化反应如烯烃水合反应、有机酸醋化反应都具有更大的反应活性、更少的催化剂用量等特色,同时还兼有无污染、易回收等优点。
在固态时,多酸是一类中等强度的Bronsted超强酸,可催化烯烃的异构化及烷基化、烷烃的重排和醇的脱水等反应。
与普通概念的超强酸不同,多酸在催化极性分子重排、脱水的反应时,反应底物可与多酸固体中的H2O发生交换而进人多酸体相中,在多酸内部完成反应,因而具有很大的反应比表面。
这类反应的动力学与多酸表面积无关而与溶液中的动力学相似,这就是所谓的多酸催化中的假液相现象。
但对于非极性或极性很小的分子,这类交换不再存在,反应活性与催化剂表面积大小有很大的依赖性,这时多酸只是一类普通的固体超强酸[3]。
2.2多酸催化的电子转移机理这类机理主要有两类:一类是以Fe、Ru、h、Pd等第八族过渡金属取代多酸化合物为代表的多酸电催化还原NO2-、H2O2及氧化一些有机小分子的反应。
在这类反应中,多酸中的取代过渡金属离子为电子传递中心在底物和电极表面交换电子,同时伴随着得失氧。
另一类是满位多酸为代表的多酸光催化氧化烷烃及醇或一些催化分子氧氧化烃类化合物的反应。
在这类反应中通常会出现自由基或碳正离子中间体。
对于极性化合物如醇、胺等,则会和多酸形成缔合物,电子传递过程在缔合物中进行。
对这类反应的关键问题在于多酸被还原后的再氧化问题,从动力学上看分子氧是一类很好的氧化剂,但分子氧在水及有机溶剂中有限的溶解度制约了氧化的速度。
2.3取代多酸催化的氧转移反应由于取代多酸在结构上与金属叶琳有相似性:它们中的低价过渡金属都被一个具有很好电子离域性的配体所配合;而在轴方向存在一个自由配位位置。
所以由取代多酸催化反应的反应机理大多与金属叶琳一样,是以取代金属为反应中心的。
现在文献所报道的反应机理主要有两类,一类是以取代金属一氧酞化合物为中间体的烯烃氧化均裂机理;另一类是以取代金属一分子氧络合物为中间体的烯烃环氧化机理[4]。
三、杂多酸(盐)的酸催化3.1 均相催化杂多酸主要作为一种强质子酸,通常表现出比无机含氧酸如硫酸、磷酸等更强的酸性,并且杂多酸的酸强度可通过改变中心原子和多原子的种类来调变。
除了能大量溶于水外,杂多酸在多种含氧有机溶剂中也有较高的溶解度,并且在有机溶剂中具有比在水溶液中更高的稳定性,所以被广泛用于有机合成中的均相催化体系。
Izumi等研究了几种Keggin结构杂多酸的酸强度,得到的酸强度次序,并且发现催化活性随酸强度的增大而升高[5]。
Okuhara等报告了不同中心原子的杂多酸酸强度次序,以及它们在异丁基丙烯酸酯分解反应中(均相体系)的催化活性次序,结果表明酸强度随中心原子氧化数的增大而增大,并且其催化活性与酸强度成正比。
这些结果为杂多酸的催化应用提供了有价值的信息。
尤其用含钼杂多酸与RuC l3或Ru3(CO)12组成的催化剂,在220℃下能使反应的转化率达到90%,而使用单一组份的催化剂时,没有产物生成。
工业上醛类的缩聚反应一般采用H2SO4催化剂。
为了克服H2SO4腐蚀设备严重等缺点,开发研制了用杂多酸(HPA-9)催化合成三聚甲醛的新工艺。
[6]结果表明,该工艺催化剂活性高(产率=90%),选择性好,降低了生产成本,减轻了环境污染。
另外,对于乙酸乙酯虽然用活性炭负载H3PW12O40气固相催化合成已有报道,但因气固法设备复杂,生产成本高,至今未见工业化。
最近,李炳诗等采用工业生产中常用的液相连续酯化法,研究了H3PW12O40均相催化合成乙酸乙酯[7]。
结果表明,在现有的生产工艺条件下完全可用H3PW12O40取代目前常用的浓硫酸。
3.2 多相催化杂多酸型催化剂的第一例工业化应用是作为均相催化剂,并且显示了活性高、选择性好和操作条件温和等优点,但是存在着生产能力低、工艺设备庞大、催化剂的分离和回收困难等弊端,使它的工业化应用受到限制。
因此,近年来杂多酸型催化剂在多相催化体系中的应用已成为研究和开发的热点,并且主要表现在固体酸(盐)催化剂、层柱型催化剂和负载型催化剂三个方面[8]。
3.2.1固体酸(盐)催化剂工业上对芳香族化合物的烷基化主要使用BF3、H2SO4等催化剂,存在着三废处理及腐蚀设备等问题,在1,3,5-三甲基苯与环己烯的烷基化反应中,H0.5Cs2.5PW12O40固体酸盐显示出较高的催化活性[9]。
Cs2.5盐的高活性被认为是表面酸量高,酸性强、以及固体盐晶粒的粒度微小等原因。
然而,在苯酚与长链烯烃的烷基化反应中,固体酸H3PW12O40的催化活性却高于它的铯盐H0.5Cs2.5PW12O40,这可能是由于杂多酸H3PW12O40固体的二级结构产生的假液相行为所致,即极性分子被吸收到杂多酸二级结构体内,在体相内发生反应,使固体酸H3PW12O40产生特殊高的催化活性。
在373K下,苯酚与十二烯的烷基化反应中用H3PW12O40作为催化剂,其催化活性不仅高于Cs2.5盐,并且比H2SO4的催化活性高17倍[10]。
3.2.2层柱型催化剂近年来,阴离子粘土类无机层状化合物已经成为催化领域中引人注目的研究课题。
将具有各种结构与组成的杂多酸阴离子嵌入一种阴离子粘土层间,合成出杂多酸型层柱微孔材料——层柱型催化剂,对于解决杂多酸在工业催化过程中的固载化问题,以及提高催化剂的性能,具有重大的理论意义和实际应用价值[11]。
3.2.3其它负载型催化剂Schwegler等研究了以负载在活性炭上的杂多酸H3PW12O40作为邻苯二甲酸酐与2-乙基己醇、1-辛醇酯化反应的催化剂,反应温度在100~120℃范围时,H3PW12O40/C有比硫酸及对甲基苯磺酸更高的催化活性,并且在这样低的温度下减少了副产物醚和醛的生成[12]。
Song等报道了在惰性膜催化反应器中乙醇脱水成为乙烯的反应[13],用H3PW12O40作为催化剂和聚砜作为惰性膜。
乙烯分子可通过聚砜膜而乙醚分子不能通过。
与同样条件下的固定床反应器相比,在这种惰性膜催化反应器中乙醇的转化率和乙烯的选择性更高。
四、杂多酸(盐)的氧化还原催化环烷烃氧化可产生各类醇、酮和其它化合物,近年来引起人们更多的注意。
以杂多酸(盐)为催化剂的环烷烃氧化研究也逐渐增多。
Neu-mann等以〔(C6H13)4N〕5SiRu(H2O)W11O39杂多酸铵盐作为催化剂,研究了它在环己烷、金刚烷分别与4种不同氧化剂发生氧化反应中的催化活性和选择性[14]。
结果表明,这些环烷烃被不同的氧化剂氧化所得产物的选择性有明显的差别。
在60℃下用过氧化叔丁醇作为氧化剂时,表现出很高的活性和较低的选择性。
用过碘酸钠氧化剂虽然选择性较好,但价格昂贵。
此外,用杂多酸作为芳构化反应中的氧化脱氢催化剂已有报道[15]。
在H5〔PMo10V2O40〕催化下,由1-甲基-4-异丙基-1,3-环己二烯芳构化反应生成对甲基异丙基苯。
用12-磷钼钒酸和它的铯盐为催化剂,可使2-甲基丙酸氧化脱氢成为2-甲基丙烯酸,同时有副产物丙酮、丙烯、CO和CO2生成。
五、多酸催化反应研究展望迄今为止,对多酸催化反应的研究表明,这类纳米级簇合物的催化行为不同于固体氧化物催化剂也不同于可溶性的简单小分子催化剂。
它们特殊的组成和结构赋予它们很好的稳定性、良好的反应选择性及很低的催化剂用量。
另外它们腐蚀低、易回收、排放后无毒无害的特点使它们更符合绿色化工的要求。
对多酸催化剂而言,它们有以下几个未来发展的方向:(l)合成酸性更强的固体多酸超强酸催化剂或设法使现有的多酸超强酸催化剂各酸位的酸性更均一。
(2)设计并合成多过渡金属离子取代的杂多酸化合物,将这类化合物的催化研究推进到无机合成酶的高度。
(3)合成具有孔道结构的多酸化合物,利用多酸催化中的假液相机理,使多酸催化剂具有立体选择性和择形性。
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