KOH-MgO-ZrO2和K2O-MgO-Al2O3固體超強堿的制備、表征和催化應用.pdf

1、固體超強堿是指堿強度(Hammett函數(shù))H.大于26的堿性固體物質，也即堿強度比中性物質（H.=7）高出19個單位的堿性固體物質。近年來，由于固體超強堿催化劑的環(huán)境友好特性，符合綠色化學化工發(fā)展的要求;并在烯烴異構化、烷基化反應、Knoevenagel縮合反應、邁克爾加成反應、酯交換等反應中表現(xiàn)出較好的催化效果。與傳統(tǒng)的堿催化劑相比，固體超強堿的催化活性高，選擇性好，可使反應條件溫和;催化劑易與產物分離，簡化了后處理工序，且催化劑可以

2、重復使用;對反應設備的腐蝕性小，生產中產生的廢液、廢渣少。由此，固體超強堿具有廣闊的發(fā)展前景。
　　本文基于復合氧化物，通過堿金屬化合物改性得到了固體超強堿KOH/MgO-ZrO2和K2O/MgO-Al2O3，并借助EDXS、XRD、低溫N2吸附脫附法、FTIR、CO2-TPD、Hammett指示劑法等表征技術對該固體超強堿的組成、結構和表面性質進行了分析，還探究了它們對Knoevenagel縮合、Michael加成和酯交換反應的

3、催化性能，取得的主要研究成果如下:
　　(1)以堿液回流老化制備高熱穩(wěn)定性、大比表面積的鎂鋯復合氧化物載體，然后再以不同含量的KOH對其進行修飾，經N2氛圍保護焙燒得到一系列不同超強堿量的固體超強堿。研究表明，當KOH負載量為21％時，材料具有最高的超強堿量，達到了0.59mmol/g。將其用于催化不同醛與活潑亞甲基化合物的Knoevenagel縮合反應、查爾酮與活潑亞甲基化合物的Michael加成反應以及碳酸丙烯酯與甲醇的酯交換

4、反應時，該固體超強堿表現(xiàn)出較高的催化活性與選擇性;而且反應條件溫和。此外，該固體超強堿催化劑易于制備和儲存，堿位僅僅在活化過程中才產生，因此避免了大氣中CO2和H2O等雜質的中毒而在反應中保持著很高的催化效率。還初步揭示了催化劑的超強堿性與催化性能之間的關系:堿強度越高，催化活性越高;且超強堿量越豐富，催化活性也越高。
　　(2)通過堿液老化回流一步法制備了鉀改性的鎂鋁復合氧化物固體超強堿。與傳統(tǒng)的先制備載體，再進行研磨或者浸漬的

5、兩步法相比，此合成和修飾過程均采用一步法制得，KOH不僅起到調節(jié)溶液pH的作用，也使得堿性前驅體KNO3同時產生，然后經過一步焙燒，其修飾客體K2O和載體MgO-Al2O3在焙燒過程中也同時生成，避免了修飾過程，節(jié)省了時間和能耗。該材料堿強度為26.5≤H.＜33.0，相應堿量達到了0.411mmol/g。該固體堿對不同醛與活潑亞甲基化合物的Knoevenagel縮合反應都表現(xiàn)出較好的催化性能。還獲得了催化劑的超強堿性與催化性能之間的定