杂多酸催化剂
杂多酸催化剂的合成与应用
杂多酸催化剂的合成与应用杂多酸催化剂是一类具有多酸基团的化合物，具有广泛的应用前景。
它们在有机合成、环境保护和能源领域等方面发挥着重要的作用。
本文将介绍杂多酸催化剂的合成方法和应用领域。
一、杂多酸催化剂的合成方法杂多酸催化剂的合成方法多种多样，其中最常见的方法是溶剂热法。
这种方法通过在高温下将金属盐和酸性溶液反应，生成杂多酸催化剂。
溶剂热法具有简单、高效的特点，因此得到了广泛的应用。
另外一种常见的合成方法是溶液法。
这种方法通过将金属盐和酸性溶液混合，形成混合物后，通过控制温度和pH值等条件，使其自组装形成杂多酸催化剂。
溶液法合成的杂多酸催化剂具有较高的比表面积和孔隙结构，因此在催化反应中表现出较好的催化性能。
二、杂多酸催化剂的应用领域1. 有机合成杂多酸催化剂在有机合成领域中具有广泛的应用。
它们可以催化酯化、醇醚化、酰胺化等反应，合成出具有重要生物活性的有机化合物。
此外，杂多酸催化剂还可以催化不对称氢化反应，合成具有手性的有机化合物。
这些合成方法具有高效、环境友好的特点，因此备受研究者的关注。
2. 环境保护杂多酸催化剂在环境保护领域中也发挥着重要的作用。
它们可以催化废水中有机物的降解反应，将有害物质转化为无害的物质。
此外，杂多酸催化剂还可以催化废气中有机物的氧化反应，减少大气污染物的排放。
这些应用使杂多酸催化剂成为环境保护领域的重要工具。
3. 能源领域杂多酸催化剂在能源领域中也有着广泛的应用。
它们可以催化生物质转化为生物燃料，提供可再生能源。
此外，杂多酸催化剂还可以催化氢气的产生和利用，促进氢能的开发和利用。
这些应用使杂多酸催化剂在能源领域中具有重要的地位。
总结：杂多酸催化剂作为一类具有多酸基团的化合物，具有广泛的应用前景。
它们的合成方法多种多样，其中溶剂热法和溶液法是常见的合成方法。
杂多酸催化剂在有机合成、环境保护和能源领域等方面发挥着重要的作用。
它们可以催化合成具有重要生物活性的有机化合物，降解废水中的有机物，减少大气污染物的排放，提供可再生能源等。
杂多酸
摘要杂多酸(Heteropolyacid),也称多金属氧簇(Polyoxometalate),是一类由氧原子桥接金属原子形成的金属-氧簇化合物.杂多酸具有良好的催化性能,是高效的双功能催化剂,即有酸催化性能,又具有氧化还原催化性能.杂多酸结构稳定,可以用在均相或者非均相催化环境,也可作相转移催化剂，对环境无污染，是一类大有前途的绿色催化剂，它可用作以芳烃烷基化和脱烷基反应、酯化反应、脱水/化合反应、氧化还原反应以及开环、缩合、加成和醚化反应等。
因杂多酸独特的酸性、“准夜相”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。
关键词：杂多酸；酸催化；氧化催化目录摘要 (1)1.前言 (3)1.1杂多酸催化剂的物性 (3)1.1.1初级结构和次级结构 (4)1.1.2热稳定性、含水量及比表面积 (4)1.1.3准液相性质 (5)1.2杂多酸化合物作为固体酸催化剂的主要优点 (5)2.杂多酸及其化合物在催化方面的应用 (6)2.1酸催化 (6)2.1.1酸性 (6)2.1.2均相酸催化 (6)2.1.3多相酸催化 (6)2.2氧化还原催化 (7)2.2.1氧化还原性 (7)2.2.2均相氧化催化 (7)2.2.3多相氧化催化 (7)2.3杂多酸的载体 (8)2.3.1载体的作用 (8)2.3.2载体的选择 (8)2.3.3主要的负载方法 (8)3.应用 (9)3.1在炼油技术中的应用 (9)3.2在化工中的应用 (9)3.3在精细化学品合成中的应用 (10)4.文献 (12)1.前言杂多酸(简称ＨＰＡ)作为固体酸催化剂, 其强度远远高于通常的无机酸, 在过去20多年来一直受到催化领域的广泛重视。
杂多酸是由中心原子(杂原子)和配位体(多原子)通过氧原子配位桥联的一类多核配酸, 按其阴原子结构可分为Ｋｅｇｇｉｎ、Ｓｌｖｅｒｔｏｎ、Ｄａｗ-ｓｏｎ、ＷａｕｇｈＡｎｄｅｒｓｏｎ五种类型。
杂多酸催化剂上的酯化反应
汇报人： 日期:
contents
目录
• 杂多酸催化剂介绍 • 酯化反应原理 • 杂多酸催化剂在酯化反应中的应用 • 杂多酸催化剂的表征与优化 • 酯化反应的工艺流程与操作条件 • 研究展望与工业化前景
01
杂多酸催化剂介绍
杂多酸的组成和结构
杂多酸是一种由中心原子（P， B，Si等）和配位体（如O，S，
酯化反应的定义和化学过程
酯化反应定义
酯化反应是一种有机化学反应， 涉及羧酸与醇之间通过酯键形成 酯类化合物。
化学过程
羧酸与醇在催化剂的作用下，通 过脱水、脱醇等步骤生成酯类化 合物。这个过程需要一定的能量 ，如加热、加压等。
酯化反应的机理与动力学
机理
酯化反应的机理主要涉及亲核试剂（醇）对亲电子试剂（羧酸）的攻击，生成 酯类化合物和水。在这个过程中，催化剂可以降低反应活化能，加速反应速度 。
VS
详细描述
操作条件的优化包括温度、压力、搅拌速 度、反应时间等因素。通过实践和实验数 据的分析，可以找到最佳的操作条件，提 高催化剂活性和产物收率。
酯化反应的产物分离与后处理技术
总结词
产物分离与后处理是酯化反应的重要环节， 需要采用有效的技术手段。
详细描述
产物分离方面，通常采用蒸馏、萃取、过滤 等技术，根据产物的性质和要求选择合适的 方法。后处理方面，可以进行产品精制、提 纯、干燥等操作，以满足产品的质量要求。
元素分析
测定催化剂中各元素的含量， 如H、N、O等，以了解其化学
组成。
红外光谱
分析催化剂的官能团和化学结 构，如酸性基团、有机配体等 。
热分析
通过热重、差热分析等方法研 究催化剂的热稳定性及分解行 为。
杂多酸催化剂的研究进展与应用
杂多酸催化剂的研究进展与应用杂多酸催化剂是指由不同金属离子与氧原子或氮原子通过共价键或离子键相连而形成的离子配合物。
其独特的结构和性质赋予了杂多酸催化剂广泛的应用前景。
本文将就杂多酸催化剂的研究进展以及其在不同领域中的应用进行探讨。
一、杂多酸催化剂的研究进展杂多酸催化剂的研究可以追溯到早期的20世纪。
在过去的几十年里，人们对杂多酸催化剂的研究不断深入，并涌现出了许多重要的理论和实验成果。
以下是杂多酸催化剂研究的几个重要方面：1. 杂多酸催化剂的合成方法：通过改变金属离子的种类和配比，以及反应条件的控制，可以合成出不同结构和性能的杂多酸催化剂。
常见的合成方法包括溶剂热法、水热法、溶液沉淀法等。
2. 杂多酸催化剂的结构表征：采用X射线衍射、质谱、红外光谱等技术手段，可以对杂多酸催化剂的结构进行表征和分析。
这些表征方法的应用有助于我们深入理解催化机理和性质。
3. 杂多酸催化剂的催化性能研究：通过选择适当的催化反应体系，可以评价杂多酸催化剂的催化性能。
这些反应可以涉及有机合成、环境保护、能源转化等多个领域。
4. 杂多酸催化剂的催化机理研究：借助理论计算和实验技术，可以揭示杂多酸催化剂的催化机理。
这有助于我们深入了解催化过程，并指导催化剂的设计和合成。
5. 杂多酸催化剂的应用拓展：杂多酸催化剂不仅在有机合成领域有重要应用，还可以应用于环境污染治理、能源储存转化、电化学催化等方面。
这些应用拓展使得杂多酸催化剂研究具有广泛的应用前景。
二、杂多酸催化剂在不同领域中的应用1. 有机合成领域：杂多酸催化剂在有机合成反应中发挥着重要作用。
例如，研究者们利用杂多酸催化剂实现了多种有机反应的高效催化，如羧酸酯的酯化反应、羰基化合物的氧化反应等。
2. 环境保护领域：杂多酸催化剂对环境污染物的降解和转化具有良好的催化性能。
例如，杂多酸催化剂可以用于水处理领域中有机污染物的降解，具有高效、低成本、环保的特点。
3. 能源转化领域：杂多酸催化剂在能源转化领域中发挥着重要作用。
杂多酸催化剂合成
杂多酸催化剂合成杂多酸催化剂是一类具有多酸性质的化合物，在有机合成中被广泛应用。
它们能够催化多种反应，具有高效、环境友好等优点。
本文将介绍杂多酸催化剂的合成方法以及其在有机合成中的应用。
杂多酸催化剂的合成方法有多种途径，其中一种常用的方法是通过溶液法合成。
以钨酸为例，首先将钨酸溶解于适当的溶剂中，然后通过加入适量的还原剂，如亚硫酸钠，将钨酸还原成钨酸盐。
随后，将溶剂蒸发，得到钨酸盐的固体。
最后，将固体钨酸盐进行焙烧，得到杂多酸催化剂。
杂多酸催化剂具有很高的活性和选择性，在有机合成中有广泛的应用。
首先，杂多酸催化剂可以催化酯的酯交换反应。
在酯交换反应中，酯可以与醇发生反应，生成不同的酯。
这种反应在合成香精、医药和农药等领域中具有重要的应用价值。
杂多酸催化剂可以催化酮的氧化反应。
在酮的氧化反应中，酮可以与氧气发生反应，生成醛或羧酸。
这种反应在有机合成中常用于合成醛和羧酸化合物，具有重要的合成意义。
杂多酸催化剂还可以催化芳烃的烷基化反应。
在烷基化反应中，芳烃可以与醇或醚反应，生成相应的烷基化产物。
这种反应在有机合成中常用于合成具有特定结构的有机化合物，具有广泛的应用前景。
除了上述反应，杂多酸催化剂还可以催化酮的羟醛互变异构反应、烯烃的氧化反应、烯烃的环氧化反应等。
这些反应在有机合成中具有重要的地位，杂多酸催化剂的应用为这些反应提供了高效、环境友好的催化剂。
杂多酸催化剂是一类重要的催化剂，在有机合成中具有广泛的应用。
通过合成方法的不同，可以得到不同种类的杂多酸催化剂。
在有机合成中，杂多酸催化剂可以催化酯交换、酮氧化、芳烃烷基化等多种反应，具有高效、环境友好的特点。
随着科学技术的不断发展，杂多酸催化剂的合成方法和应用将会得到更多的研究和探索，为有机合成领域带来更多的机遇和挑战。
杂多酸催化剂上的酯化反应研究
杂多酸催化剂在酯化反应中的挑战
稳定性问题
杂多酸催化剂在某些条件下可能存在稳定性问题， 如酸碱度的变化和高温条件下的分解。
适用范围有限
杂多酸催化剂对于某些底物和反应条件可能存在适 用范围有限的问题，需要进一步优化。
生产成本较高
杂多酸催化剂的生产成本相对较高，限制了其广泛 应用。
未来在酯化反应中应用杂多酸催化剂的研究方向
03
杂多酸催化剂上的酯化反 应研究
杂多酸催化剂对酯Biblioteka 反应的影响酸强度杂多酸催化剂的酸强度对酯化反应具有重 要影响。一般来说，酸强度越高，催化活 性越大，但同时也可能导致副反应增加。
VS
配位效应
杂多酸催化剂的配位效应对酯化反应也有 影响。配位效应可以改变反应物的活性和 选择性，从而影响反应的速率和产物分布 。
发展趋势是进一步探索杂多酸催化剂的作用机制和反应机 理，开发新型的杂多酸催化剂，拓展其应用领域，实现更 加环保和高效的有机化学反应。
02
酯化反应的基本原理
酯化反应的定义与历程
酯化反应定义
酯化反应是一种有机化学反应，涉及羧酸与醇之间通过酯基的生成而进行的脱水反应。
酯化历程
在酯化反应中，羧酸首先与醇形成络合物，然后通过失去水分子形成酯基，最后生成的酯从络合物中释放出来 。
压力
对于气体参与的酯化反应，压力对反应的影响也是显著的 。通常需要加压来增加气体分子的浓度，从而促进反应。
催化剂
催化剂可以降低酯化反应的能垒，提供更多的活化能，并 加速反应速率。常用的催化剂包括杂多酸、酸性离子交换 树脂和固体酸等。
溶剂
溶剂的选择对酯化反应也有重要影响。合适的溶剂可以增 加反应物的溶解度，降低浓度梯度，并可能抑制副反应的 发生。
杂多酸催化剂
杂多酸的结构
1：12的keggin 型结构，通式为(XM12O40)n（X=P,Si Ge等）如PW12O403- , SiW12O403-等。
杂多酸的结构
2:18的 Dawson型结构通式为(X2M18O62)n （X=Mo W等M=P S等），可以看做是 keggin型的衍生物。
杂多酸的结构
L/O/G/O
杂多酸催化剂
1Leabharlann 杂多酸的概述 杂多酸的结构 杂多酸的催化类型
2
3
4
总结与展望
什么是杂多酸？
杂多酸也称多金属氧簇，是一类由氧原子桥接金 属原子形成的金属-氧簇化合物，杂多酸具有良好 的催化性能，是高效的双功能催化剂，即有酸催 化性能，又具有氧化还原催化性能，杂多酸结构 稳定，可以用在均相或者非均相催化环境，也可 以和相转移催化剂共同使用，杂多酸对环境无污 染，对设备腐蚀性小，是一类很有发展前途的绿 色催化剂。
负载杂多酸
Akihiro 等把［{ γ-SiW10O32( H2O )2}2( l-O)2］4作为催化剂用于Knovenagel 反应得到了96%的产 率( 图6) ，催化剂的缺位表现出Lewis 酸酸性，同 时H+表现出Brnsted 酸酸性。
负载杂多酸
Friedel-Crafts 反应是芳香烃烷基化酰基化的 重要反应，杂多酸对其有良好的催化效果， 对于去烷基化和异构化也有很好的催化效果。
负载杂多酸
虽然杂多酸催化剂在均相条件下表现出了比 传统无机酸更强的活性，但因其成本较高， 于是研究重点逐步转移到各种固载方法以及 可以方便回收重复使用的绿色化学方法上来。 经常使用的载体有: SiO2、介孔氧化铝、沸石、 分子、ZrO2、镁铝水滑、高分子聚合物等。
杂多酸催化剂在烷基化反应中的应用
01
02
03
选择合适载体
选用具有高比表面积和孔 容的载体，如活性炭、氧 化铝等，提高杂多酸催化 剂的分散度和活性。
掺杂改性
通过掺杂其他金属离子或 非金属元素，改变杂多酸 催化剂的结构和电子性质 ，从而提高其催化活性。
优化制备条件
调整制备过程中的温度、 时间、pH值等参数，使杂 多酸催化剂达到最佳的结 构和性能。
杂多酸催化剂在烷基化反应中 作用机制
杂多酸催化剂活性中心形成过程
活性中心形成
杂多酸催化剂的活性中心主要由 杂多阴离子、阳离子和结晶水构 成，其形成过程包括杂多酸的解
离和阳离子的配位。
杂多酸解离
杂多酸在水溶液中发生解离，生成 杂多阴离子和阳离子。杂多阴离子 具有较强的酸性，能够提供质子参 与烷基化反应。
06
工业应用前景展望与挑烷基化反应市场需求
预测烷基化反应市场需求增长趋势，分析杂多酸催化剂在其中的应 用潜力。
催化剂性能提升
预测杂多酸催化剂性能提升方向，包括活性、选择性、稳定性等方 面。
绿色化学发展
预测绿色化学发展趋势，分析杂多酸催化剂在烷基化反应中的环保优 势。
面临问题和挑战分析
催化剂制备成本
分析杂多酸催化剂制备成本高的原因，提出降低成本的方法和途 径。
反应条件优化
分析烷基化反应过程中反应条件对催化剂性能的影响，提出优化反 应条件的策略。
催化剂失活问题
探讨杂多酸催化剂在烷基化反应中失活的原因和机理，提出延长催 化剂寿命的方法。
发展趋势和策略建议
01
新型杂多酸催化剂研发
杂多酸催化剂表征技术
X射线衍射（XRD）
通过X射线衍射技术对杂多酸催化剂进行物相分析，确定其晶体结 构和组成。
杂多酸 催化剂
介孔材料酸碱功能化
Assembly of Heteropoly Acid Nanoparticles in SBA-15 and Its Performance as an Acid Catalyst ----Shu-Yuan Yu, Li-Ping Wang, Bo Chen, Ying-Ying Gu, Jing Li, HanMing Ding, and Yong-Kui Shan， Chem. Eur. J. 2005, 11, 3894– 3898
• 对于固体杂多酸催化剂来说，一个重要的问题是其在有机反应过程中失活， 这是由于在催化剂表面积炭（焦炭）造成的。为了将多相杂多酸催化付诸 应用，这个问题仍有待于解决。
• 将杂多酸负载在载体上可以抑制积炭的生成，而纯杂多酸具有很强的酸中 心和较低的表面积使得积炭更快。
介孔材料酸碱功能化
Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 3216 – 3251
杂多酸上的多相催化反应
• 多相及均相体系中，杂多酸通常是比传统催化剂如 SiO2-Al2O3、分子筛等 更加高效的催化剂，这与他们的相对酸强度一致。 • 相对于均相体系，多相体系的明显优势在于催化剂和反应物容易分离。此 外，由于杂多酸只能溶于含水的亲核试剂中（脱水杂多酸几乎不溶于无水 极性溶剂中）拉平了酸强度（酸碱等强度效应），在均相体系中它们的内 在酸强度并不能被充分利用。 • 为了催化结构高度敏感的反应，比如 Friedel-Crafts 反应，杂多酸必须在 一个无水的非亲核性介质中作为固体酸催化剂来使用。为了提高酸强度， 固体杂多酸催化剂通常在150-300℃抽真空脱水1-2h。
杂多酸 催化剂
2013.10. 王幸宜
杂多酸分子结构
杂多酸催化剂在烷基化反应中的研究现状
杂多酸催化剂在烷基化反应中的研究现状近几年来，随着仿生催化技术的发展，杂多酸催化剂受到了越来越多的关注，并在化学反应中得到了广泛应用。
特别是在烷基化反应中，杂多酸催化剂发挥了重要作用，其研究也在不断发展。
本文将从生物和非生物质杂多酸催化剂、烷基化反应机理、杂多酸催化剂在烷基化反应中的应用等方面全面介绍杂多酸催化剂在烷基化反应中的研究现状。
首先，杂多酸催化剂分为非生物来源的杂多酸催化剂和生物来源的杂多酸催化剂。
非生物来源的杂多酸催化剂主要来自植物，如苹果酸、柑橘酸和细胞酸，细胞酸是生物质水解的重要副产物，它可以用作强效的烷基化催化剂；生物来源的杂多酸催化剂主要从微生物中获得，如酵母酸、乳酸酐和寡酸酐，这些杂多酸可以用作热稳定的烷基化催化剂。
其次，烷基化反应是一种重要的有机反应，可以将烷基衍生物转化成烃类物质。
烷基化反应主要发生在烷基键和氢键之间，与催化剂离子有关。
在烷基化反应中，杂多酸催化剂作为碱性催化剂，可以增强反应的活性，对烷基进行氢转移反应，从而产生不同类型的烷基衍生物。
最后，杂多酸催化剂在烷基化反应中得到了广泛应用。
首先，由于其热稳定性和可控性，杂多酸催化剂可以应用于各种温和条件下的多反应体系；其次，杂多酸催化剂具有高效率、可控性和活性等优点，使其在烷基化反应中的应用非常普遍；最后，杂多酸催化剂具有生物酶一样的仿生性能，可以实现复杂分子结构的转化。
综上所述，杂多酸催化剂的发展为烷基化反应的研究和应用带来了巨大的帮助，同时也有着广阔的发展前景。
在未来的发展中，将继续深入研究杂多酸催化剂在烷基化反应中的机理和应用，进一步发挥其优势，推动杂多酸催化剂在烷基化反应中的发展和应用。
总之，随着杂多酸催化剂的出现，烷基化反应的研究得到了巨大的发展，这种新型催化剂在烷基化反应中的应用越来越多。
杂多酸催化剂具有仿生性能，可以实现复杂分子结构的转化，可以实现温和、高效、可控的烷基化反应，具有巨大的工业应用潜力。
杂多酸催化剂在烷基化反应中的应用
杂多酸催化剂在反应条件下稳定，不易分 解或失活，能够多次重复使用。
适用范围广
环境友好
杂多酸催化剂可以应用于多种类型的烷基 化反应，包括芳香烃、脂肪烃等底物的烷 基化反应。
杂多酸催化剂无毒、无害，对环境友好， 符合绿色化学的发展要求。
杂多酸催化剂在烷基化反应中面临的挑战
成本较高
01
杂多酸催化剂的合成成本较高，限制了其在工业生产中的应用
低碳烷基化反应机理
杂多酸催化剂通过酸性催化机制，使低碳烷烃的碳氢键发生质子转 移，生成碳正离子中间体，进而发生亲核取代反应，生成目标产物 。
低碳烷基化反应应用
低碳烷基化反应在化工、医药、农药等领域具有广泛的应用，如生产 增塑剂、溶剂、燃料添加剂等。
杂多酸催化剂在芳烃烷基化反应中的应用
芳烃烷基化反应
杂多酸催化剂在低碳烷基化反应中表现出良好的活性和选择性，如甲醇与低碳 烯烃的烷基化反应。
工业应用案例
杂多酸催化剂在低碳烷基化反应中广泛应用于生产高辛烷值汽油、低碳烯烃等 产品，如甲醇与乙烯的烷基化反应制备丙烯。
芳烃烷基化反应的工业化反应中具有高活性和选择性，如 苯与甲醇的烷基化反应制备二甲苯。
分类
C-烷基化、N-烷基化、O-烷基化 等。
烷基化反应的机理
碳正离子机理
烷基化试剂与碳正离子结合，生成新 的碳正离子，再与底物发生亲核取代 反应。
酸催化机理
酸性催化剂通过质子化作用使底物活 化，再与烷基化试剂发生亲电取代反 应。
烷基化反应的工业应用
生产高辛烷值汽油
通过烷基化反应将低碳烯烃转化为高辛烷值的汽油组分。
杂多酸催化剂在烷基化反应 中的应用
汇报人： 2024-01-01
目录
固体杂多酸催化剂
固体杂多酸催化剂
固体杂多酸催化剂是一种固体酸催化剂，由多种酸性中心构成的复杂多酸结构组成。
它具有良好的酸性和催化活性，在多种有机反应和氧化反应中都有广泛应用。
固体杂多酸催化剂的特点包括：
1. 高酸性：固体杂多酸催化剂通常具有较强的酸性，可以提高催化反应的速率和选择性。
2. 热稳定性：由于其固态结构，固体杂多酸催化剂具有较好的热稳定性，能够在高温条件下仍然保持催化活性。
3. 可重复使用：固体杂多酸催化剂可以进行多次反复使用，不易失活，具有较长的使用寿命。
4. 环境友好：固体杂多酸催化剂通常是无毒无害的，不会对环境造成污染。
固体杂多酸催化剂在化学工业中的应用非常广泛，例如在有机合成中用于酯化、醇酸化、环化反应等；在氧化反应中用于氧化剂的催化还原和有机废气处理等等。
它的应用潜力很大，未来有望进一步拓展。
杂多酸催化剂
展望：
对环境友好的负载型杂多酸催化剂既能保持低 温高活性、高选择性的优点，又克服了酸催化 反应的腐蚀和污染问题，而且能重复使用，体 现了环保时代的催化剂发展方向。今后的研究 重点应是进一步探明负载型杂多酸的负载机制 和催化活性的关系，进一步解决活性成分的溶 脱问题，并进行相关的催化机理和动力学研究 ，为工业化技术提供数据模型，使负载型杂多 酸早日实现工业化生产，为石油化工和精细化 工等行业创造更大的经济、社会效益。
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杂多酸催化剂的结构特点:
确定的分子结构 组分易调
独特的假液相
比表面小
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杂多酸化合物的主要物理性质
（1）溶解性 杂多酸易溶于水和低碳醇等含氧有机溶剂。由Li+, Na+等小 体积抗衡离子形成的杂多酸易溶于水，由K+, NH4+等大体积抗 衡离子形成的杂多酸难溶于水。由大体积有机正离子（如四丁 基铵正离子）形成的鎓盐不溶于水，但能溶于有机溶剂。 （2）热稳定性 杂多酸化合物的热分解是一个复杂的过程。如H3 [PW12O40]的水合物在加热时，在100 oC以下先失去结晶水， 在100-280 oC再失去通过氢键与质子结合的水，最后在370600 oC失去所有的质子，变成WO3和P2O5。造成分解，失去 催化活性。典型的分解温度：465 oC。
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催化性能：
酸性 酸性强于无机酸 酸度可调 氧化还原性
阴离子可获得较多离子而结构稳定
氧化能力由阴离子及杂原子共同决定 氧化性可调
Page ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 5
杂多酸催化剂的设计：
杂多酸催化剂-1108010220-侯宪辉
5.杂多酸的结构特点
杂 多 酸 阴 离 子 阴 离 子 水 与 有 机 分 子
6.杂多酸的前景展望
随着人类环保意识提高，环境友好型杂多酸催化剂的研究和应用 得到了更加广泛的关注，在精细化学品合成中的应用也越来越受到 人们的重视。杂多化合物的性能与其组成及其结构密切相关，通过 分子剪裁技术，从分子、原子水平上设计催化剂分子，将杂多阴离 子独立单元组装成一维、二维甚至三维空间伸展的开放有序体，以 拓宽其在化工中的应用。通过调节杂多酸催化剂的酸性和氧化还原 性的协同作用，提高其对底物的专一性也是重要的研究方向之一。 通过向传统杂多化合物上引入过渡金属、有机金属、含手性配体的 金属及有机分子可以得到特定功能的新型催化剂。另外，负载杂多 酸与传统催化剂相比，具有低温耐火性、可重复使用及易于实现连 续化生产等优点，具有很好的工业化前景，也是杂多酸催化领域最 为重要的分支之一，但实现工业化规模的应用并不多见，这有待于 结构化学、动力学、催化、有机化学、无机化学和化工界学者和企 业的共同努力，推动杂多化合物这种新兴催化材料的研究和发展， 以加速我国精细化工过程的绿色化进程。
1.杂多酸催化剂
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。
2.杂多酸的分类
杂多酸的分类是根据分子组成中是否存在杂原子来 判断,若多酸组成元素是由杂原子构成的称为杂多 酸,钼、钨、银是杂多酸中较为常见的配原子,同时, 杂多酸中心杂原子可以由数十种元素构成,主要分 布在周期表中过渡金属元素区以及非金属区,由于 构成的杂原子通常以多种不同价态分布于多酸的阴 离子中,使得杂多酸种类极其繁多,为杂多酸的生产 应用奠定了广阔的前景。
杂多酸催化剂合成
杂多酸催化剂合成杂多酸催化剂是一类重要的催化剂，在有机合成和环境保护领域具有广泛的应用。
本文将介绍杂多酸催化剂的合成方法以及其在有机合成中的应用。
一、杂多酸催化剂的合成方法杂多酸催化剂是由多个中心原子（如钨、钒、铈等）和氧原子组成的多酸酸根离子。
它们具有高度的酸性、氧化性和催化活性，因此在有机合成中具有广泛的应用前景。
杂多酸催化剂的合成方法多种多样，常见的方法包括溶液法、固相法和气相法等。
其中，溶液法是最常用的合成方法之一。
一般来说，溶液法合成杂多酸催化剂的步骤包括：选择合适的金属离子和氧化剂；将金属离子和氧化剂溶解于适当的溶剂中，形成金属离子和氧化剂的溶液；通过控制反应条件（如温度、pH值等），使金属离子和氧化剂发生反应，生成杂多酸催化剂。
二、杂多酸催化剂在有机合成中的应用杂多酸催化剂在有机合成中具有广泛的应用。
它们可以作为酸催化剂、氧化剂、选择性催化剂等，参与各种有机反应。
1. 酸催化剂杂多酸催化剂具有高度的酸性，可以催化酯化、醚化、醇缩合等酸催化反应。
例如，将杂多酸催化剂与醇反应，可以得到醚化产物。
此外，杂多酸催化剂还可以催化酮化、烯化、烷化等反应。
2. 氧化剂杂多酸催化剂具有较强的氧化性，可以催化氧化反应。
例如，将杂多酸催化剂与醇反应，可以将醇氧化为醛或酮。
此外，杂多酸催化剂还可以催化醛酮的氧化脱羧反应，生成酸或酯。
3. 选择性催化剂杂多酸催化剂具有较高的催化活性和选择性，可以催化各种有机反应，例如：氧化脱氢、醇脱水、醛酮加氢等。
此外，杂多酸催化剂还可以催化不对称合成反应，合成具有手性的有机化合物。
三、结论杂多酸催化剂是一类重要的催化剂，在有机合成和环境保护领域具有广泛的应用。
通过合理选择合成方法，可以得到具有良好催化活性和选择性的杂多酸催化剂。
杂多酸催化剂在有机合成中可以作为酸催化剂、氧化剂、选择性催化剂等，参与各种有机反应。
它们的应用不仅可以提高反应的效率和选择性，还可以减少反应的副产物和环境污染。
第六节 杂多酸催化剂
第六节杂多酸催化剂一、概述杂多阴离子是由两种以上不同含氧阴离子缩合而成的聚合态阴离子（如PW12O403-）。
由同种含氧阴离子形成的聚合态阴离子称为等多聚阴离子。
杂多酸化合物是指杂多酸（游离酸形式）及其盐类。
12WO42-+HPO42-+23H+→PW12O403-+12H2O•已知多种聚阴离子结构，下图(a)就是所谓的Keggin结构的聚阴离子。
具有Keggin 结构的杂多酸化合物热稳定性较高，并且相当容易制得。
杂多酸酸根PMo12O403-是杂多阴离子的一种，杂原子P和多原子Mo的比例是1：12，故称为12磷钼酸阴离子。
这种阴离子结构，首先由Keggin所阐明，故常以Keggin 的名字命名。
•自Keggin首先确定了缩合比为1：12的杂多酸阴离子结构后，在大量发现的杂多酸结构中，Keggin结构是最有代表性的杂多酸阴离子结构，它是由12个MO6(M=Mo、W)八面体围绕一个PO4四面体构成的。
此外，还有一些其他阴离子结构，它们的主要差别在于中央离子的配位数和作为配位体的八面体单元（MO6）的聚集态不同，从而形成非Keggin型及假Keggin型等结构。
下面两表分别列出了钼、钨的杂多酸及其盐的主要系列。
•钼的杂多酸及其盐的主要系列钨的杂多酸及其盐的主要系列•杂多酸化合物可用多种方法制备。
根据杂多酸化合物的结构和组成不同，其固体样品可用沉淀、再结晶，或沉淀、干燥方法制备。
在制备过程中，必须小心防止聚阴离子的水解和沉淀时金属离子和聚阴离子比例的不均匀性。
在制备含有多种配位原子的聚阴离子时更须加倍小心的进行制备和表征。
•杂多酸化合物作为固体酸催化剂的主要优点如下：A、可通过改变组成元素以调控其酸性及氧化还原性。
B、从分子水平上看，杂多阴离子可能是复合氧化物催化剂的簇合物模型。
C、一些杂多酸化合物表现出准液相行为，从而具有独特的催化性能。
二、杂多酸催化剂的物性（1）初级结构和次级结构杂多酸化合物在固态时由杂多阴离子、阳离子（质子、金属离子或鎓离子）以及结晶水或其他分子组成。
杂多酸催化剂及其应用
•HPW > HPMo
•Ti的引入使活性上升
•Zr的引入对BP生成影响大 •Zr-Al的引入对DBT转化率影响大
•所有催化剂生成BP的选择性比CHB高，HPW/TiHMS为甚
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HPMo/ZrHMS活性的提高与 HPA的SBET和表面酸性关联不 大，而与Zr、Al阳离子引入使
得Mo物种得到很好的分散有关
Time (h) 72 1.5 1.5 1.5 2 4 7 1.5 48
C
S
(%) (%)
No
-
Trace Trace
100 85
100 79
100 67
100 64
100 59
100 77
Trace Trace
TOF (h-1)
25 26 18 8 4 17 -
MAS (mv)
600 978 850 638 488 278 355 432
Catalyst C
SiW/Pd(wt) (%) EtOAc
40/1.5
1.5 0(0)
60/1.5
15 6.5(40)
80/1.5
25 11.2(46)
200/1.5
16 4.8(38)
80/5
20 9(43)
100/5
25 9.5(38)
Yield(Selectivity)(%)
HOAc EtOH HAc
精细有机合 成中间体， 其衍生物在 生物制品中 用途广泛
H3PMo12O40 (MPA) H4PMo11VO40 (M11PV1A) H9PMo6V6O40(M6PV6A)
CsxH4-xPMo11VO40(CsxH4-xM11PV1) CsxH9-xPMo6V6O40 (CsxH9-xM6PV6)
杂多酸催化剂的催化影响因素及应用
杂多酸催化剂的相关问题，从最初最简单的杂多酸氧化态物种合成研究，逐渐到亚稳态化合物的研究，再到复杂的超大分子化合物的研究。
杂多酸在化工生产方面具有很多用处，因而被很多人称为是酸化学中的“分子器件”。
1.1 杂多酸的结构杂多酸是杂原子与多原子依照一定的构造，经过氧原子配位桥而组成的一类含氧多酸，它有着十分高的催化活性，同时也具备酸性与氧化还原性。
杂多酸主要有以下特点：(1)结构确定：它有着普通的配合物及金属氧化物的构造特色，也有质子以及电子转移的储藏才能；(2)不一样的元素组成能表现出它性质的差别，使它的催化功能得到控制，这也对催化剂的设计与制备有帮助；(3)容易溶于水及有机溶剂，它也能够负载在有吸附性的物质上，有着很高的催化才能以及选择性，可以用在均相及非均相的催化反应上；(4)具备较好的热稳定性。
1.2 杂多酸的性质杂多酸化合物作为质子酸，其中一个很大的优点就是酸性分散均匀。
金属含氧酸根在加热以及酸性条件下缩合而形成杂多酸化合物。
八面体[MO 6]结构和四面体[MO 4]结构以共角、共边或者共面方式在中心原子的附近连接生成的多阴离子结构即为杂多酸化合物。
杂多酸化合物的结构主要分为以下三类：第一种是Keggin 型结构，X ∶M=1∶12，通式可表示为[XM 12O 40]n -，其中X=Si ，P ，Ge 等，M=W ，Mo 等，例如PW 12O 403-，PMo 12O 403-等；第二种是Dawson 型结构，X ∶M=2∶18，通式可表示为[X 2M 18O 62]n -，其中X=Mo ，W 等，M=P ，As 等，可以把第二种看作是第一种的衍生物；第三种是缺位型杂多酸，而缺位型又分为两类，一类是单缺位型、另一类则是双缺位型，不过通常情况下过渡金属原子可以与缺位处进行配位。
杂多酸既具有酸催化性，又具有氧化还原催化性。
作为酸性催化剂，杂多酸的优点是：(1)杂多阴离子所占体积大，能够0 引言随着社会转型的加速进行，环境问题日益严重，环境污染和生态破坏将在相当长的一段时间里继续恶化，因此人们对生态环境的治理和保护越来越重视，如何在治理过程中不产生二次污染也逐渐成为大家关注的重点。
杂多酸在有机合成中的应用
（2）酯化反应
• 王军等制备了一系列脱铝超稳Y沸石(DUSY)负载
的 12–磷钨杂多酸及其铯盐催化剂，并在乙酸和 正丁醇液相酯化反应中考察了催化剂的活性、选 择性和稳定性。 结果表明，DUSY上引入PW后，酯 化反应的催化活性明显提高，正丁醇的转化率从 49.5%上升到86.4%，DUSY负载磷钨酸铯盐催化剂 (Cs2.5H0.5PW12O40/DUSY)的转化率高达94.6%， 且乙酸正丁酯的选择性为100%。负载型催化剂活 性组分易溶脱是催化剂失活的主要原因
• Castro等在SiO2负载的磷钨酸催化剂上研究了α
，β–不饱和有机酸作为酰基化试剂与苯甲醚进 行酰基化和烷基化的竞争反应，见式(2)。
• Mao等用SiO2负载的杂多酸25%H4SiW12—O40/SiO2
催化剂，研究了γ–丁内酯和芳香化合物的酰基 化反应，见式(3)。
• 以长链脂肪羧酸作为酰化试剂与茴香醚或甲苯进
茅醛催化环合生成重要的香料中间体(－)–异胡 薄荷醇进行研究，发现催化剂重复使用性较好， 转化率和选择性都比较高，转化率接近100%，(－ )–异胡薄荷醇的ee%值可达80%左右，见式（8）
• 不对称催化合成的核心问题是如何设计与合成高
对映选择性和催化活性的不对称催化剂。与相应 的非固载手性催化剂相比，固载于无机载体上的 手性催化剂在大多数情况下都表现出较低的催化 活性及立体选择性。因此，提高固相化手性催化 剂的催化活性和对映选择性是目前均相不对称催 化剂固相化研究需解决的关键问题。
（3）环缩合反应
• 邻苯二氨与含α位活泼氢的酮通过酸催化缩合反
应得到1,5–苯并二氮杂卓是一种最简单直接的合 成方法。 Yadav等采用Ag3PW12O40催化剂多相催 化合成各类苯并二氮杂卓化合物，此反应具有反 应条件温和(室温)，产物收率高（80%～95%）， 催化剂的回收重复使用效果好，可4次重复使用， 产物收率保持在80%以上，见式(5)。
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题目杂多酸催化剂姓名与学号张凌烽 ********** 指导教师孟锦宏年级与专业2011级化学工程与工艺所在学院环境与化学工程学院摘要杂多酸是固体酸的一种,具有着独特的氧化还原性,酸性以及双功能性,在许多化学反应中能够表现出很强的催化活性。
杂多酸这种绿色、无毒、无腐蚀性的环保型催化剂己在多种有机反应中实现了成功应用,如:酯化醚化、缩合反应、酰基化、烷基化、水合脱水和聚合反应等,反应中呈现出反应活性高、腐蚀性小、污染率低等诸多优点,但由于杂多酸比表面积小、热稳定性低、回收困难等问题使得杂多酸在催化领域的应用受到了一定的限制。
关键词：1 绪论1.1前言绿色化学是近十年来在化学领域内提出的新名词,绿色化学又被称为“环境友好化学“、“清洁化学”、“环境无害化学”。
这种发展趋势已涉及到分子合成、生物技术、化学分析等许多领域,内容丰富,应用广泛。
绿色化学的最大优势在于通过科学的手段在化学反应的起始与末端进行有效的防控干预,使反应中无副产物,真正实现零排放,彻底无污染,化学绿色化是新时代里化学发展的主要研究方向。
无机酸是许多化工产品生产中必不可少的、非常重要的常规催化剂,传统无机酸类催化剂主要有浓硫酸、三氯化招、浓憐酸等。
这类酸催化剂在反应中有许多优势,如工艺成熟、催化效率高、价格低廉,但此类催化剂最大的缺陷在于:副反应多、腐烛性强、设备要求高、后处理繁杂,无法满足环保技术的要求,为了克服诸多缺点,人们开发、研制了许多新型催化剂,如固体酸、杂多酸和离子交换树脂等。
杂多酸是一类含有氧桥的多核高分子化合物,无论是均相反应体系,还是非匀相反应体系,杂多酸均可作为酸催化剂,氧化还原型催化剂及双功能型催化剂,广泛应用于各类有机反应催化当中,如:酯化酸化、缩合反应、酰基化、烧基化、水合脱水、聚合反应等,反应中呈现出腐烛性小,活性高,污染率低等诸多优点。
二十世纪七十年代,憐鹤酸催化丙稀水合制备异丙醇在R本成功投入工业生产。
目前,以杂多酸为催化媒介并实现工业化生产的的重要有机合成反应已达十几种随着科学研究的不断开拓深入,杂多酸类化合物在工业催化领域的开发将越来越深入。
1.2多酸化学简介时至今日,多酸化学的发展己有200年的历史,进入新世纪后,多酸化学走进了一个薪新的发展时代“?”。
多酸分子中的金属离子通常具有d"电子构型,最具代表性的是鹤原子和销原子,也是构成多酸的主要元素。
多酸的立体结构中,八面体和四面体成为多酸的主要建筑块,这些八面体或四面体通过边、角、面进行连接,形成了许多具有多种特殊功能和结构的多金属阴离子,科学家们根据组成和结构的不同,多酸被划分为杂多酸与同多酸两类[1]。
1.2.1杂多酸分类同多酸与杂多酸的分类是根据分子组成中是否存在杂原子来判断,若多酸组成元素是由杂原子构成的称为杂多酸,反之,称为同多酸⑸,妈、钼、锐、银、担是多酸中较为常见的配原子,同时,杂多酸中心杂原子可以由数十种元素构成,主要分布在周期表中过渡金属元素区以及非金属区,由于构成的杂原子通常以多种不同价态分布于多酸的阴离子中,使得杂多酸种类极其繁多,为杂多酸的生产应用奠定了基础。
1.2. 2杂多酸结构由于可能有不同的增补原子和杂原子结合，因此有许多不同的杂多酸。
知名度较高的二种分别是Keggin结构H n XM12O40及Dawson结构H n X2M18O62。
图1-1 Keggin结构，XM12O40n−图1-2 Dawson结构，X2M18O62n−以下是一些杂多酸的例子：H4X n+M12O40，X = Si, Ge; M = Mo, WH3X n+M12O40，X = P, As; M = Mo, WH6X2M18O62，X=P, As; M = Mo, W1.2. 3杂多酸性质杂多酸具备有很多特殊性质,这要归因于杂多酸较大体积的阴离子,规则的面体八面体使杂多酸阴离子的对称性非常好,电荷密度较低。
杂多酸分子中的质子容易解离,而显现强酸性,且酸性强度大于相应中心原子或配位原子所形成的无机酸,另外过渡金属元素所构成的杂多酸阴离子有着易于传递电子的特性,故而可以接受另外的电子,这种双功能性使杂多酸成为具有特殊性质的催化剂。
杂多酸分子内含有多个质子,物理形态呈固态,是典型的固体酸,溶于水后测定的酸强度结果显示,其酸性强度通常强于常见的无机酸类。
杂多酸分子中还含有经基,根据相似相容性原理,杂多酸能够溶解在强极性小分子溶剂里。
在水溶液中甚至能够完全电离出3个质子。
但在有机大分子溶剂内解离的较慢,其酸性强弱变化顺序为H3PW12O40> H4PW11O40> H4PMo12O40~ H4SiW12O40>>HCL、HNO3[2]。
也正由于杂多酸分子不易溶解于弱极性大分子或非极性试剂中,在某些反应中,杂多酸可作为固体酸催化剂,这使杂多酸在工业领域内的催化应用具有更大意义。
由于杂多酸结构存在可调解性,将中心原子、配位原子通过这种调节作用改变以达到杂多阴离子的多样的还原性与氧化性的目的。
具有配位原子和相同结构的杂多阴离子,其氧化性存在规律性的变化,一般氧化性呈负相关变化,且这种氧化还原性的变化更多的决定于其配位原子,结构影响不大,在大多数情况下,氧化性与配位原子电极电位呈正相关。
V(V) >Mo (VI) >W (VI)2.酸催化原理杂多酸是强质子酸，被广泛应用在酯化、酯交换、酯水解等相关反应，以及烷烃异构化，烯烃的水合、重排和异构化等反应。
反应可以在均相或者多相中进行，杂多酸在这些体系中都表现出了优异的催化性能。
Misono 等将在固体上进行的催化反应分为表面型反应( surface-type) 和体相型( bulk-type I and II) 反应两种类型。
表面型反应是指非极性分子在POM 表面进行的反应，通常为非均相催化反应。
非极性分子仅能在表面反应。
体相型I 是准液相型反应，即极性分子还可以扩散进入晶格间体相，形成与体相整体有关的三维反应场进行反应。
体相型II 反应是指反应物分子虽然不能直接进入体相内部，但通过氧化还原载体( e 和II+ ) 的扩散可与体相内部发生作用。
体相型I 和体相型II 两种催化作用模型是固体POM 催化剂固有特征。
2.1水合和脱水水合反应主要有低碳烯烃的水合和复杂不饱和分子的水合．丙烯、正丁烯和异丁烯水合生成丙醇正丁醇和异丁醇。
脱水反应主要有醇类和复杂饱和分子的脱水，如丙三醇脱水制丙烯醛，乙醇、丙醇和异丁醇，1，4-丁二醇脱水合成烯烃和四氢呋喃。
2.2酯化和醚化酯化和醚化是典型而且重要的酸催化反应，主要反应有醇酸酯化反应、链烯烃酯化反应、芳香酸酯化反应和甾族化合物的酯化反应，以及醚化反应。
通常被研究的是Keggin 型和Dawson 型杂多酸作为酯化和醚化的催化剂。
这些反应一般在有机溶剂中进行，而水会影响反应速率．这些杂多酸催化剂表现出的活性通常跟其酸性一致，这正是典型的B 酸催化剂的表现。
虽然杂多酸催化剂在均相条件下表现出了比传统无机酸更强的活性，但因其成本较高，于是研究重点逐步转移到各种固载方法以及可以方便回收重复使用的绿色化学方法上来．经常使用的载体有SiO2，介孔氧化铝，沸石，分子筛，ZrO2，镁铝水滑石，高分子聚合物等，使用固载的催化剂进行的酯化和醚化相关反应已有大量报道。
2.3烷基化、酰基化、去烷基化和异构化Friedel-Crafts 反应是芳香烃烷基化酰基化的重要反应，杂多酸对其有良好的催化效果，对于去烷基化和异构化也有很好的催化效果。
SnO2负载的H 3PW 12O 40、聚合物负载的杂多酸或者杂多酸盐催化苯甲醚和苯甲醇的Friedel-Crafts 烷基化反应。
Nikunj 等。
用γ-Al 2O 3负载的PW 12催化苯甲醇和新丁醇的Friedel-Crafts 烷基化。
蒙脱土作为载体杂多酸催化的苯甲醇和甲醛的羟烷基化反应。
α-蒎烯在无溶剂条件下的的异构化萜品醇异构化制备桉叶素，氧化苯乙烯异构化为苯基乙醛等等。
2HC CH 2C H 2C H 2C OH OH H 2C H 3C OH +3RCOOCH 3HPA salts CH 2OCOR C H 2C CH 2OCOR CH 2OCOR 3C +3CH 3OH图2-1 三羟甲基丙烷的酯交换反应2.4 聚合反应和缩合反应杂多酸对于聚合和缩合反应是良好的催化剂，在催化这类反应时主要表现出Bronsted 酸酸性，但有时也可表现出L 酸酸性。
Ferreira 等用SiO 2负载的杂多酸催化丙三醇和丙酮的缩合，达到了97%的转化率。
Castanheiro 等使用溶胶-凝胶法固载的杂多酸为催化剂，研究了对催化丙三醇和丙酮的缩醛反应的活性。
他们发现催化剂的活性按照H 3PW 12O 40＞ H 4SiW 12O 40＞ H 4PMo 12O 40＞ H 4SiMo 12O 40的顺序降低，这与杂多酸的酸性强弱顺序是相同的。
反应产物中甘油缩丙酮的产率和选择性都达到了98%。
OH HOOH +O O O HO +O O OHH 2O +图2-2 固载杂多酸催化缩醛反应3氧化催化原理酸催化反应中，经典的Keggin 型杂多酸作为主体催化剂，相对酸催化反应而言，在液相氧化中，许多过渡金属杂多阴离子被更多的使用，其中多组分的杂多酸氧化还原催化剂是有效的氧化催化剂，可以和金属卟呤相比拟。
近年来，已有许多关于杂多配合物的氧化催化作用的报道，其中，杂多酸催化的一些反应( 长链烯烃的液相氧化和甲基丙烯醛及异丁酸的气相氧化) 已成功地实现了工业化生产。
它们可催化氧化的有机反应，按有机物分类包括烷、烯、炔烃、醇和醛类的氧化反应。
另外，他们对肼和硫化氢等无机物的氧化催化研究也比较活跃。
空气中的氧气或者分子氧是廉价易得的理想氧化剂，但是氧气作为氧化剂也有很多缺点，例如氧气活化比较困难，活化后分子氧氧化的自由基机理难于控制反应途径，对产物的选择性差。
另一种常用的氧化剂是过氧化氢，其含氧量高，副产物只有水，对环境友好。
下面以不同的有机底物为分类综述近年来杂多酸催化剂的研究进展。
3.1烷烃的氧化催化氧化烷烃的关键是活化反应性弱的C-H键，通常需要苛刻的反应条件，带来带对产物的低选择性。
Mirkhani 等合成了Schiff 碱和杂多酸阴离子杂化的催化剂，用于过氧化氢对环烷烃的催化氧化，结果显示中心配位金属为Fe 和Cu 时底物的转化率最高。
杂多酸的大体积和低电荷密度在复合催化剂中起到了促进分子间电荷转移和稳定反应中间体的作用，促进了氧化反应的进行。
.3.2烯烃的氧化烯烃的环氧化是烯烃氧化反应中极为重要的一种，有多种杂多酸催化体系对此反应有良好的催化效果。
Mizuno 等使用［gamma-SiW10O36］( 8-)为催化剂，过氧化氢为氧化剂，对多种烯烃的环氧化都有很好的效果，产物中环氧化物的选择性达到99%以上，过氧化氢的利用率也达到了99%以上。