基于介孔二氧化硅材料的催化剂的制备及其在需氧氧化反应中的催化性能研究

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1、分类号：密级：研究生学位论文基于介孔二氧化硅材料的催化剂的制备及其论文题目（中文）在需氧氧化反应中的催化性能研究TheDesign,SynthesisofHighlyEfficientCatalystsBasedonMesoporousSilicaand论文题目（外文）CatalyticPerformanceinAerobicOxidationReaction研究生姓名张雪瑶学科、专业化学·物理化学研究方向催化化学学位级别博士导师姓名、职称马建泰教授论文工作起止年月2013年9月至2018年4月论文提交日期2018年4月论文答辩日期2018年

2、5月学位授予日期校址：甘肃省兰州市０１５０９０１５９０１２学院：：化学化工学院学号瑶导师姓名：马建泰学生姓名：张雪原创性声明，是在导师的指导下独立进行研宄所本人郑重声明：本人所呈交的学位论文、数据、观点等，取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果均己明确注明出处，不包含任何其他个人或集体。除文中已经注明引用的内容外己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。：從窗也日期论文作者签名：关于学位论文使用授

3、权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学、使用学位论文的规定，同意学校保存或向。本人完全了解兰州大学有关保存国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州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以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或一与该论文直接相关的学术论文或成果时，第署名单位仍然为兰州大学。本学位论文研究内容：以％以公开□不宜公开，解密后适用本授权书。，己在学位办公室办理保密申请“

4、”一ｖ上选项内选择其中项打）（请在以＾签：雪名：你被导师．．＿＿论文作者签名＇＇＞＇■＾〇、丈：７＾？＼７ｂ日期期：你日基于介孔二氧化硅材料的催化剂的制备及其在需氧氧化反应中的催化性能研究中文摘要鉴于介孔二氧化硅材料所具有的高比表面积，孔径可调，表面具有丰富的易于修饰的硅羟基、好的水热稳定性、形貌可控及合成步骤简单等特点，论文以不同形貌介孔二氧化硅及其催化剂的制备与其在有机氧化反应中的催化性能为研究内容，开展了以下几个方面的工作：（1）通过水热法（软模板法）合成了具有笼状结构的介孔SBA-16，以此为载体，

5、利用接枝法制备了SBA-16-pro-Cu(I)催化剂，并将其用作α-酮酰胺合成反应的催化剂，发现在空气为氧源的前提下，催化剂对苯乙酮和哌啶直接氧化偶联合成α-酮酰胺的反应具有很高的催化活性（产率高达88%），同时对一系列的酮类和胺类底物的扩展反应都具有较高的催化活性和比较高的选择性，实现了该类反应催化过程的非均相化。使用过程中，催化剂极易从反应体系中分离并重复使用，数次循环使用后催化剂活性没有明显的降低。（2）以多壁碳纳米管作为硬模板制备了中空管状介孔二氧化硅，并在管内负载铜铁复合氧化物纳米粒子（CFO）制备了CFO@SiO2催化剂，并将其

6、用于环己烷选择性氧化反应，在无溶剂、过氧化氢作为氧化剂的条件下，可以达到74%的环己烷转化率和71%的环己酮选择性。二氧化硅的介孔结构和其中空的特性提高了反应产物的选择性，在很大程度上避免了副产物己二酸的生成。此外，CFO@SiO2催化剂在水体系中有良好的分散性，且可以通过过滤的方法快速回收，重复使用数次后活性没有明显的损失，显示出优异的循环使用性能。（3）以简单、环保、温和的修饰后的Stöber法制备了介孔SiO2纳米棒，并将其用作Baeyer-Villiger（B-V）氧化反应的高效催化剂，发现以空气为氧化剂，介孔SiO2纳米棒可高选择性

7、地实现由环己酮向ε-己内酯的转化，同时在氧气/苯甲醛体系中，都能实现多种环酮和脂肪酮向内酯与酯的高效转化。催化剂可通过过滤的方法从反应体系中分离，多次循环使用后没有明显的活性损失。在此基础上，以顺磁电子共振波谱对反应过程进行了跟踪，发现反应过程中存在苯甲酰氧基自由基和苯甲酰自由基。具有超大比表面积的介孔SiO2可以迅速吸附自由基并将其稀释，防止了自由基阻断反应的发生。I关键词：介孔二氧化硅材料，α-酮酰胺合成反应，无溶剂反应，环己烷氧化反应，无金属催化，Baeyer-Villiger氧化反应IITheDesign,SynthesisofHig

8、hlyEfficientCatalystsBasedonMesoporousSilicaandCatalyticPerformanceinAerobicOxidat