功能化离子液体嵌入SBA-15负载磷钨酸催化剂制备及其催化性能

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1、功能化离子液体嵌入SBA-15负载磷钨酸催化剂制备及其催化性能摘要：以一种新型的双咪唑离子液体功能化有机化合物作为定域化桥键嵌入剂，采用共水解-缩聚法，一步合成了一类新型的有机-无机杂化介孔材料(PMO-SBA-15)载体，以载体中所嵌入的功能化离子液体为稳定剂，采用离子交换法制备了PMO-SBA-15负载的磷钨酸（PW）催化剂(PW-IL-PMO-SBA-15)。并用XRD和TEM对制备的样品进行了表征。结果表明，固载磷钨酸后，SBA-15材料依然保持原材料的有序六方孔道结构；PW在材料的孔道内壁均匀分布，而且维持原有的Keggin结构。以苯甲醇双氧水选择氧化为探针反应，

2、研究了催化剂制备过程中离子液体的嵌入含量和磷钨酸的负载量对催化剂活性的影响规律，考察了催化剂用量、双氧水用量、反应时间和反应温度等反应条件对催化剂性能的影响，在优化的条件下，苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别为95.4%和94%，远高于单独使用的磷钨酸催化剂，且本方法制备的PW-IL-PMO-SBA-15催化剂在该反应中可重复使用。关键词：有机-无机杂化介孔材料;离子液体;磷钨酸;苯甲醇;氧化ThePreparationandCatalyticPerformancesofSBA-15EmbededFunctionalIonicLiquidforLoadingPhosphow

3、olframicAcidAbstract:ThepreparationofanovelperiodicmesoporousorganosilicaofSBA-15functionalizedbyionicliquidtoloadphosphowolframicacid(PW)wasusedasacatalystintheoxidationofbenzylalcohol.Themesoporousorganosilica(PMO-SBA-15)wassynthesizedviaaone-potcondensationprocessinvolvingtheassemblyoft

4、riethylenetetraminesilsesquioxaneorganicprecursorcontainingaminegroupandtetraethoxysilane(TEOS)inthepresenceofP123(EO20PO70EO20).PhosphowolframicacidwasgraftedbyionicliquidtoobtainPW-containingmesoporousorganosilica(PW-IL-PMO-SBA-15)withion-exchange.Theresultantmaterialswerecharacterizedby

5、XRDandTEM,andtheresultsindicatedthatthePWwerewelldisperseduniformlyinsideintothechannelofthePMO-SBA-15withretainingitsKegginstructure.TheeffectsofthecontentofionicliquidmoietiesandphosphowolframicacidloadinginthecatalystofPW-IL-PMO-SBA-15ontheoxidationofbenzylalcoholwereinvestigated.ThePW-

6、IL-PMO-SBA-15exhibitedhighcatalyticactivityandreusability.Theconversionofbenzylalcoholandtheselectivityforbenzaldehydewereashighas95.4%and94%,respectively,whenthereactionwasperformedat100oCfor6husinghydrogenperoxideastheoxidantandwaterasthesolvent.Keywords:periodicmesoporousorganosilicas;i

7、onicliquid;phosphowolframicacid;benzylalcohol;oxidation1前言醇类化合物选择性催化氧化合成相应的羰基化合物是有机中间体合成中的重要反应[1-3]9。苯甲醛是精细化工中重要的中间体，广泛用于染料、医药、农药、食品和香料等的工业生产中[4]。其合成可从不同的原料经过不同的途径实现，多年来工业上生产苯甲醛大多采用甲苯直接氧化法和甲苯侧链氯化后水解法，然而这些方法工艺复杂，要求用到化学计量比催化剂和氧化剂，如铬的氧化物[5]、重铬酸盐[6]、锰的氧化物[7]、高锰酸盐[