论文部分内容阅读
钒磷酸盐催化剂作为选择氧化催化剂被广泛的研究，目前最主要应用于催化氧化丁烷生成顺丁烯二酸酐。除此之外，近来钒磷酸盐应用于锂电池的研究引起广大研究者的兴趣。钒磷酸盐物相复杂，主要包括αⅠ-，αⅡ-，β-，γ-，δ-，σ-，Ω-VOPO4，VOPO4·2H2O，VOHPO4·0.5H2O，VO(H2PO4)2和(VO)2P2O7。迄今为止大量报道在水热中合成多孔片状结构的钒磷酸盐材料。在合成过程中，最普遍使用的溶剂为水，也有人使用其他的溶剂（醇类）作为尝试。然而，到目前为止未发现关于在离子液体或者低共熔中合成钒磷酸盐的报道。 本论文主要研究氯化胆碱和尿素形成的低共熔体系中高比表面积VPO催化剂的合成，并将其应用于苯甲醇选择性氧化成苯甲醛的反应中。本文主要的研究内容及结论如下所示: (1)研究一步法合成空心球状和花状的高比表面积磷酸盐材料，此方法基于离子热合成方法，使用NH4VO3和H3PO4作为原料在氯化胆碱和尿素形成的低共熔体系中合成VPO材料。通过XRD、SEM和BET等表征方法研究VPO材料的结构特性。研究表明本工作合成的VPO材料具有独特的二次结构，相比于前人在水热中合成的VPO材料BET数据有了很大的提高。 (2)考察不同反应时间制备的VPO材料的物化结构和催化性能变化，确定最佳的反应时间，并研究反应时间与VPO的物化结构的关系。此阶段通过XRD、SEM和BET等表征方法进行探索，证明反应时间作为一个重要的元素影响VPO材料的物化性质。 (3)在空气气氛不同温度下焙烧18 h前驱体2-VPO样品，研究VPO材料的热稳定性，同时考察催化活性的变化。通过XRD数据分析高温焙烧使VPO材料发生由VOHPO4·H2O到VOPO4相变变化过程。 (4)将VPO材料作为苯甲醇选择性氧化制备苯甲醛反应的催化剂，以过氧化氢作为氧化剂考察VPO催化剂的催化活性。通过不同催化剂的活性的研究表明前驱体在460℃焙烧18h后具有很高的选择性，达到82.8％。