《低共熔溶剂制备改性虾壳和Ce基固溶体及其催化性能研究》

技术简介：

自然环境问题日益突出,环境问题逐渐成为当今社会各界关注的焦点。人们逐渐认识到保护自然生态环境、可持续发展的重要性,也使得“绿色化学”的理念在化学研究和化工生产中得到越来越多的重视和发展。绿色化学是当今化学发展的重要理念,绿色溶剂是绿色化学研究的重点。当前科学家公认的五类绿色溶剂有水、超临界液体、离子液体、低共熔溶剂(DeepEutecticSolvent,DES)和生物质基绿色溶剂。低共熔溶剂保持绿色特性的同时,也具有低毒或无毒性、低饱和蒸汽压、不可燃性、生物相容性、生物可降解性、可导电性、独特的溶解性且价格便宜、易于合成等特性。低共熔溶剂也逐渐被应用到越来越多的领域比如生物质溶解加工、萃取分离、有机合成、气体吸附、催化剂的合成、电化学反应溶剂等应用。本论文的主要内容如下:1.采用盐酸-氯化胆碱-乙二醇酸性低共熔溶剂为浸渍体系,对虾壳粉进行处理以固载磷钨酸,得到磷钨酸-虾壳型固体酸。结合多种表征手段证明,DES对虾壳材料较强的浸润能力有助于改变虾壳结构。以丙酮和甘油的缩合反应制备丙酮缩甘油为模型对自制催化剂的催化性能进行评价。实验结果表明,磷钨酸-虾壳型固体酸展现出最佳的催化活性。在较低的反应温度和适中的底物物料比下,2h内就可实现97.1%的转化率。2.采用不同体系和比例的低共熔溶剂制备Ce基固溶体。结合多种表征手段对Ce基固溶体进行表征。以Fenton法降解盐酸四环素污染物为模型考察自制Ce基固溶体的催化性能。实验结果表明,其中铈铜、铈钒和铈锆固溶体表现处较好的催化活性,对盐酸四环素的降解率分别达到74%、75.6%和82.2%。同时,本课题还研究了初始pH、催化剂的投加量和H_2O_2浓度对降解效果的影响。3.通过双溶剂浸渍法将Ce基固溶体担载在SBA-15上。结合多种表征手段对SBA-15担载固溶体后的催化剂进行表征。以Fenton法降解盐酸四环素污染物为模型考察自制Ce基固溶体担载在SBA-15的催化性能。实验结果表明,其中SBA-15担载铈锆锌固溶体表现处较好的催化活性,对盐酸四环素的降解率达到86.8%。同时,本课题还研究了初始pH、催化剂的投加量和H_2O_2浓度对降解效果的影响。

研发人员：戴亚东