納米孔洞金屬—有機骨架材料催化氧化動力學研究.pdf

1、 摘 要 I 摘 要 納米孔洞金屬-有機骨架材料近年來在異相催化，選擇性吸附，分離，離子交換，新型傳感器，非線性光學材料等方面展現(xiàn)了廣闊的應用前景。近年來大量新穎結構的納米孔洞金屬-有機骨架材料被報道，但其催化性質研究較少，關于催化動力學方面的研究更少。 本論文利用動力學方法較系統(tǒng)的研究了納米孔洞金屬-有機骨架材料的催化性質，以分子氧或過氧化氫為氧化劑，產(chǎn)物無污染，環(huán)境友好， 同時， 動力學分析法是基于測量反應的反應速度以確定被測物

2、濃度或量的一種分析方法，利用此方法研究納米孔洞金屬-有機骨架材料催化有機反應的催化活性及選擇性，快速、靈敏、準確，同時對于研究和評價催化劑的活性及選擇性，以及對探討催化反應機理具有十分重要的意義。 本論文主要研究內容如下： 1． 以納米孔洞金屬-有機骨架材料 M3(BTC)2(H2O)x (M=CuII, CoII, NiII, BTC=間苯三酸)為催化劑，以分子氧為氧化劑，催化氧化對苯二酚，研究其催化動力學； 具有介孔尺寸的納米孔洞金

3、屬-有機骨架材料 Cu3(BTC)2、 AHU-1 為催化劑，過氧化氫為氧化劑，研究其催化氧化苯甲醇生成苯甲醛的催化反應動力學行為，系統(tǒng)地討論了納米孔洞金屬-有機骨架材料的催化動力學，考察了具有不同孔洞尺寸的金屬-有機骨架催化劑、反應介質的 pH 值、催化劑與反應底物的摩爾比、反應溫度等因素對對苯二酚催化氧化動力學的影響， 研究結果表明， 隨著反應介質的 pH 值、催化劑與反應底物的摩爾比和反應溫度的升高，準一級反應速率常數(shù) kobsd

4、 也會隨之增大。 根據(jù)實驗結果， 討論了催化氧化反應動力學機理， 建立了催化反應動力學模型。 基于所建立的動力學模型和準一級反應速率常數(shù) kobsd， 計算出了催化反應的活化能 Ea,催化劑與底物間的吸脫附平衡常數(shù) KS 以及該反應在催化劑催化內表面生成產(chǎn)物的表觀一級速率常數(shù) kN。 2. 不 同 孔 洞 尺 寸 及 不 同 中 心 離 子 的 納 米 孔 洞 金 屬 - 有 機 骨 架 材 料M3(BTC)2(H2O)x (M=CuI