种新型催化材应用料在绿色化学中的

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Company Logo,*,Click to edit Master title style,LOGO,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Company Logo,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Company Logo,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Company Logo,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Company Logo,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Company Logo,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Company Logo,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Company Logo,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Company Logo,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Company Logo,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Company Logo,*,优秀精品课件文档资料,一种新型催化材料在绿色化学中的应用,报告人：谈立君,Company,Logo,绿色化学基本概念,催化剂基本概念,一种新型绿色催化反应,一步法制备壬二酸,总结与展望,Company,Logo,绿色化学的定义,绿色化学，顾名思义是对环境友好的、无害的、具有,可持续发展,的化学，通过利用化学原理在化学品的设计、生产和应用中消除或减少有毒有害物质的使用和产生，设计研究没有或只有尽可能少的环境副作用，从而具有一定的,技术和经济可行性。,Company,Logo,绿色化学的十二条原则,1.,防止,污染优于污染治理，防止废物的产生而不是产生后再来处理；,2.,提高,原子经济性,：合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最终产物中；,3.,尽量减少化学合成中的有毒原料、产物：只要可能，反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境,无毒或毒性很小,；,Company,Logo,4.,设计安全的化学品：设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其,无毒或毒性很小,；,5.,使用无毒无害的溶剂和助剂：尽量不使用辅助性物质（如溶剂、分离试剂等），如果一定要用，也应使用,无毒,物质；,Company,Logo,6.,合理使用和,节省能源,，合成过程应在环境温度和压力下进行：能量消耗越小越好，应能为环境和经济方面的考虑所接受；,7.,原料应该可再生而非耗尽：只要技术上和经济上可行，使用的原材料应是,能再生,的；,8.,减少不必要的衍生化步骤：应尽量,避免不必要的衍生过程,（如基团的保护，物理与化学过程的临时性修改等）。,Company,Logo,9.,采用,高选择性催化剂,：尽量使用选择性高的催化剂，而不是提高反应物的配料比,;,10.,产物应设计为发挥完作用后可分解为无毒降解产物：设计化学产品时，应考虑当该物质完成自己的功能后，不再滞留于环境中，而可降解为,无毒,的产品,;,Company,Logo,11.,应进一步发展分析技术对污染物实行,在线监测和控制,：分析方法也需要进一步研究开发，使之能做到实时、现场监控,，以防有害物质的形成,;,12.,减少使用易燃易爆物质，,降低事故隐患,：化学过程中使用的物质或物质的形态，应考虑尽量减少实验事故的潜在危险，如气体释放、爆炸和着火等。,Company,Logo,总体来说，绿色化学是从始端就开始预防污染，是一门从源头上阻止污染的化学，其核心目标是实现,原子经济性,反应和过程的零排放。,Company,Logo,绿色化学的研究进展,绿色化学的概念提出后，其研究得到进一步关注。近年来，绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和,产品的绿色化,开展，,(,如图,1.1),目前已取得较大的进展。,Company,Logo,绿色化学与催化,绿色化学的核心是实现反应的原子经济性，,催化化学,因有效降低反应的活化能，能实现一些在常规条件下不可能进行的反应，并能最大限度地利用资源和能源，提高反应速率、原料的转化率和产物的选择性等，从而实现反应的原子经济性，,反应过程的绿色化。,Company,Logo,在现代化学工业，目前提供的化学产品有,90%,以上是借助于催化过程生产的，其生产总值约占工业生产总值的,25%,。因此绿色化学的发展离不开催化作用，而催化剂在催化生产中占有极为重要的地位，,高性能结构化催化剂,的研制开发，能推进催化化学的发展，有效地促进化学工业技术的绿色化，从而促进绿色化学的发展。,Company,Logo,催化剂的分类,依据相结构的不同，催化剂可以分为：,多相催化剂、均相催化剂和生物催化剂。,Company,Logo,多相催化剂,多相催化剂又称,非均相催化剂,，一般为固体催化剂，主要包括固体酸、碱绝缘体氧化物、负载在适当载体上的过渡金属盐类及络合物，半导体型过渡金属氧化物等。采用的载体通常为氧化铝、沸石分子筛、,介孔材料,、碳纳米管等。,优点：非均相催化剂具有易于与反应体系分离、可重复使用的优势。,缺点：存在选择性相对较差、使用寿命相对较短和反应操作条件苛刻等问题。,Company,Logo,均相催化剂,均相催化剂，目前大多是液体的强酸（例如，酯化反应中传统上采用的是浓硫酸催化剂）、强碱、可溶性过渡金属配合物等。,优点：,其使用较为简便。,缺点：,污染环境、腐蚀设备、危害人体健康以及难以与反应体系分离。,Company,Logo,生物催化剂,生物催化剂包括酶催化剂及微生物催化剂。,优点：,具有条件温和、转化率高，而且可以合成手性化合物及高分子及化学法难于合成的化合物。,缺点：,专一性的催化剂开发和研制的要求较高，使其推广使用受到一定的限制。,Company,Logo,W-SBA-15,用于,H2O2/O2,氧化油酸一步法制备壬二酸,油酸，又称,十八烯酸,，属于植物中提炼出来的油酯的下游产品。油酸可经氧化裂解制备壬二酸。壬二酸又叫杜鹃花酸，属中长链二元酸的一种，是重要的有机合成中间体，是合成锦纶,1010,的重要原料。,我国壬二酸生产,严重不足,，由于工业生产产率较低（,30,），主要依赖进口。,Company,Logo,油酸氧化裂解制备壬二酸的反应是一类较复杂的非均相反应，大多数反应工艺都采用,两步法或三步法,，联合使用,两种或三种氧化剂,，过程比较复杂。比如：,美国的,Emery,公司采用,臭氧氧化,油酸制得油酸的臭氧化物，再在,锰盐,的存在下，通,氧气,使键断裂，进一步氧化成壬酸和壬二酸。,Company,Logo,由于,O,2,、,H,2,O,2,属于,绿色氧化剂,，因此具有较好的原子经济性和环保性能，以,H,2,O,2,或,/,和氧气为氧化剂，油酸制备壬二酸的反应，人们作了大量的研究，催化剂重要集中在,含钨的化合物,，如钨酸或磷钨酸等。,Andrea,以,H,2,WO,4,为催化剂，三癸基甲基氯化铵为相转移催化剂，采用,35,的,H,2,O,2,氧化裂解油酸，壬二酸的收率达,72.3,。,Company,Logo,Antonelli,采用一种类似杂多酸结构的过氧的,W,的氧化物为催化剂，以,40,H,2,O,2,为氧化剂，壬酸和壬二酸的收率分别为,82,和,79,。,Rushgen,等采用过渡金属为催化剂，采用,50%H,2,O,2,为氧化剂，对不饱和酸进行催化氧化裂解进行系统研究，研究发现，油酸的氧化裂解采用钨酸为催化剂时，壬酸和壬二酸是主要产物。,Company,Logo,在油酸氧化裂解制备壬二酸的研究中，大多采用,两步法,进行反应，工艺较为复杂，同时氧化,H,2,O,2,的,浓度高,，而市售的,H,2,O,2,浓度为,30 wt%,原料的来源受到限制。,因此，采用,稀,H,2,O,2,为氧化剂，油酸,一步法,制备壬二酸的研究受到人们的关注，而研究工作的关键在于,高性能催化剂,的合成。,Company,Logo,W-SBA-15,的合成,Company,Logo,实验步骤,（,1,）称取,5g P123,加入到,28g,去离子水中，再加入,200ml,摩尔浓度为,2M,的磷酸溶液或,150ml,浓度为,2M,的盐酸溶液，搅拌得到透明溶液。,（,2,）在快速搅拌条件下，将,10g TEOS,缓慢加入到上述溶液中，搅拌,30min,后，,加入计量的,0.2M,钨酸钠溶液，,于,40,搅拌,24,小时后，所得溶胶装入内衬聚四氟乙烯的不锈钢晶化釜中，加盖密封并于,95,下静置反应,48,小时。,（,3,）反应结束后，将反应釜冷却，产物过滤，用去离子水洗涤至中性。所得滤饼于,105,烘干，并于,350,焙烧,1,小时、,550,焙烧,8,小时，得到样品。,Company,Logo,图中,1232,和,1081,804,460 cm,-1,处的吸收峰分别归属为,(Si-O-Si),的对称振动和伸缩振动。,960 cm,-1,峰归属为骨架内（,Si-O-W,）或骨架外（,SiO,-,W,+,）物种，说明了,W,向硅骨架的嵌入。,W-SBA-15,的表征,Company,Logo,图,1.,合成的,W-SBA-15,的,TEM,图,从图中可以看出，合成的,W-SBA-15,均具有较,规整的六方孔道。,Company,Logo,W-SBA-15,的催化活性,将,W-SBA-15,应用于油酸催化氧化