氮氧自由基聚合物催化氧化纤维素及其纳米化

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1、中图分类号：TQ317.4密级：公开UDC：661学校代码：10082硕士学位论文氮氧自由基聚合物催化氧化纤维素及其纳米化论文作者：邢玉彬指导教师：刘少杰副教授校外指导教师：陈建波正高级工程师申请学位类别：工程硕士学科、领域：化学工程所在单位：化学与制药工程学院答辩日期：2018年5月ClassifiedIndex：TQ317.4SecrecyRate：PublicizedUDC：661UniversityCode：10082DissertationfortheMasterDegreeNitroxidePolymersCatalyzedOxidationofCellulo

2、seandItsNanocrystallizationCandidate：XingYubinSupervisor:Prof.LiuShaojieAssociateSupervisor:SN.Engr.ChenJianboAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringEmployer：CollegeofChemical&PharmaceuticalEngineeringDateofOralExamination:May,2018河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所

3、呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。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。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日-----------------------------------------------------------------------------------------------------------河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学

4、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。本人授权河北科技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。□保密，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于□不保密。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要在纤维素的选择性催化氧化反应中，2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）作为一种稳定、高效、反应条件温和的催化剂引起了人们的广泛关注。但是TEMPO价格昂贵，分子量小不易回收，且具有一定的

5、毒性，所以将TEMPO负载到有机或无机的基质上，既保留其优良的催化性能，又可以回收循环使用，具有重要的现实意义。本课题制备了含有氮氧自由基的嵌段共聚物和含有氮氧自由基的树枝状大分子。将含有氮氧自由基结构单元的聚（甲基丙烯酸-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基酯）（PTMA）负载到具有良好溶解性和相转移特性的聚乙二醇（PEG）上，得到两亲性的嵌段共聚物PEG-PTMA。以树枝状聚酰胺胺（PAMAM）为载体，将氮氧自由基负载上去得到树枝状大分子催化剂PAMAM-TEMPO。将这两种大分子催化剂应用于纤维素的选择性催化氧化，并研究其催化性能和循环使用性能。嵌段共聚物PE

6、G-PTMA通过电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合（ARGETATRP）的方法制备。先制备大分子引发剂，引发单体甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯（TMPM）聚合，再由3-氯过氧苯甲酸氧化得到含有氮氧自由基的嵌段共聚物PEG-PTMA。将其作为催化剂用于纤维素的选择性催化氧化，研究了反应介质、催化剂结构等因素对其催化性能的影响，发现使用等体积混合的乙腈-水作为反应介质性能最好，其催化效果可以达到小分子的73.2%，并且循环性能良好。PAMAM-TEMPO是以乙二胺和丙烯酸甲酯为原料，经过重复Michael和酯氨解反应，制备出1.0G和2.0G树枝状聚酰胺胺（P

7、AMAM），然后通过PAMAM伯胺基与4-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基羰基间的缩合、还原反应得到。研究了添加剂、还原剂种类对负载率的影响，结果表明加入乙酸可以有效提高氮氧自由基负载率，氰基硼氢化钠和硼氢化钠在此反应中的还原能力相差不大。将制备得到的树枝状大分子PAMAM-TEMPO替代小分子TEMPO，在NaClO/NaBr水溶液体系中应用于纤维素的选择性催化氧化，研究了PAMAM代数、负载率对催化性能的影响，结果表明负载28%左右的1.0GPAMAM-TEMPO的催化效果最好，可以达到小分子TEMPO的水平。