硅鋁柱撐磷酸鋯的合成及在大豆油甲酯環(huán)氧化反應(yīng)中的催化性能

利用模板劑與功能性客體進(jìn)行自組裝制備的一系列層狀柱撐材料，該材料具有較為集中的孔徑分布及有序的層板結(jié)構(gòu)，在眾多分子擇型催化中表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。磷酸鋯層板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，理論交換容量高(6.67mmoL/g)，是制備層狀柱撐材料的理想前驅(qū)體。目前基于模板劑的組裝效應(yīng)，已制備出結(jié)構(gòu)可控、比表面積高的柱撐磷酸鋯材料。進(jìn)一步地向?qū)娱g引入不同的功能基團(tuán)，可以調(diào)變柱撐磷酸鋯的酸位性質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定反應(yīng)的催化性能．在先前報(bào)道的工作中，我們通過(guò)模板劑導(dǎo)向組裝的方法合成出了結(jié)構(gòu)性能良好的純硅柱撐磷酸鋯材料(SPZHD)，研究了其形成機(jī)制并實(shí)現(xiàn)了材料的可控合成．作為一種典型的Lewis酸材料，純硅柱撐磷酸鋯對(duì)大豆油甲酯的環(huán)氧化反應(yīng)表現(xiàn)出了良好的催化性能。
大豆油甲酯的環(huán)氧化反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中有著極其重要的地位，其能夠?qū)⑾鄬?duì)廉價(jià)易得的大豆油甲酯轉(zhuǎn)化為具有高商業(yè)價(jià)值的精細(xì)化工產(chǎn)品。近年來(lái)，使用固體酸對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行催化的研究較多。其中，層狀材料憑借其牢固的層板結(jié)構(gòu)與均勻的活性位分布等特點(diǎn)，表現(xiàn)出優(yōu)異的環(huán)氧化催化性能。作為典型的酸催化反應(yīng)，大豆油甲酯的環(huán)氧化催化對(duì)于固體酸催化劑的Lewis酸與Brtjnsted酸極為敏感。由于Bronsted酸易催化環(huán)氧產(chǎn)物發(fā)生進(jìn)一步的水解開環(huán)，降低反應(yīng)的環(huán)氧產(chǎn)率。因此，以Lewis酸為主的固體酸催化劑能夠?qū)Υ蠖褂图柞サ沫h(huán)氧化反應(yīng)取得更好的催化效果。為此，本文基于模板劑的導(dǎo)向組裝效應(yīng)，通過(guò)在純硅柱撐磷酸鋯的制備過(guò)程中協(xié)同引入適量鋁源，合成出硅鋁共柱撐磷酸鋯(SAPZH)．層板間的混合氧化物支柱以原位生長(zhǎng)的方式形成，保持了層狀柱撐材料的層板有序性．更為重要的是，鋁源的引入有效地調(diào)變了柱撐磷酸鋯材料的Lewis酸位含量，使硅鋁柱撐磷酸鋯在大豆油甲酯的環(huán)氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出更為優(yōu)異的催化性能．