Page 167 - 《精细化工》2021年第10期

第 10 期 毛丽萍，等: 离子热合成 CdMoP 复合氧化物催化剂及其催化性能 ·2097·

相催化剂的分离、回收及再生相当困难，不符合当 四厂；环己烯（C 6 H 10 ），AR，上海科丰化学试剂有
代绿色催化的环保理念，故研究者一般选择非均相 限公司；环氧环己烷（C 6 H 10 O），AR，阿拉丁试剂
[7]
催化剂 [7-12] 。丁智俊等 以 ZSM-5 分子筛作为载体， 有限公司；过氧化氢（质量分数 30%），AR，天津
制备出负载型杂多酸催化剂，环己烯转化率为 市大茂化学试剂厂；乙腈（C 3 H 3 N），AR，国药集
[9]
39.3%，环氧环己烷选择性为 40.9%。ZHAO 等 成 团化学试剂有限公司。
功合成了一系列基于多金属氧酸盐（POM）的稳定 D/MAX-2400 型 X 射线衍射仪（XRD），日本
聚合物杂化物，环氧环己烷选择性为 93%。LUQUE 理学株式会社公司；Avatr360 型傅里叶变换红外光
等 [11] 制备了负载型钴络合物催化剂，调节反应条件， 谱仪（FTIR），美国 Nicolet 公司；JSM-6701F 冷场
环己烯转化率为 80%，但负载型催化剂的制备方法 型场发射扫描电子显微镜（SEM），日本 JEOL 公司；
复杂且操作困难。WU 等 [12] 通过十二烷基双阳离子 TECNAI G 场发射透射电子显微镜（TEM），美国
2
咪唑修饰的[D 12 min] 1.5 PW 4 O 24 催化剂，环己烯转化 FEI 公司；PHI-5702 型 X 射线光电子能谱仪（XPS），
率为 97.7%，环氧环己烷选择性为 96.3%，说明磷 美国物理电子公司；AutoChemⅡ2920 化学吸附仪；
的引入能够有效提高反应活性，但催化剂合成步骤 美国 Merck 公司； GC2018 气相 色谱仪，日本
繁琐、反应温度高且反应时间较长。 Shimadzu 公司。
近期本课题组研究了 Mo 基复合氧化物催化剂， 1.2 催化剂的制备
表现出良好的催化性能 [13] ，通过添加 P 元素可增强 催化剂的合成方案如图 1 所示。磷酸在离子液
催化剂酸性 [14] 。然而，在传统水热法合成过程中 P 体溴代 1-正丁基-3-甲基咪唑（[Bmim]Br）的环境下
元素流失量大。因此，开发一种合成方法简单、催
生成三聚磷酸钠，同时与离子液体形成层状结构；
化性能高效的固体催化剂具有重要研究意义。本文
Cd(NO 4 ) 2 •4H 2 O 和 Na 2 MoO 4 •2H 2 O 则形成 CdMoO 4
选取离子液体热合成法 [15] 制备了一系列不同离子液
复合氧化物，同时被包裹于层状结构中。此法不仅
体添加量的 CdMoP 复合氧化物催化剂，对 CdMoP
通过“固磷”提供了提高氧化反应活性的酸环境，
系列催化剂的微观结构进行表征，同时研究了其对
而且能够提高活性中心的分散度。
环己烯氧化制备环氧环己烷的催化性能。
1.2.1 离子液体的合成
1 实验部分 [Bmim]Br 的制备参照文献[16]。称取 100 g N-
甲基咪唑和 250 g 溴代正丁烷混合，转入装有温度
1.1 试剂与仪器 计的 500 mL 三口烧瓶中，置于水浴锅中保持反应温
N-甲基咪唑（C 4 H 6 N 2 ）、溴代正丁烷（C 4 H 9 Br）， 度为 50 ℃，搅拌、冷凝回流 5 h 后，将 500 mL 三
AR，上海麦克林生化科技有限公司；乙酸乙酯 口烧瓶移出水浴锅，降至室温。将溶液移至装有 50
（C 4 H 8 O 2 ），AR，天津市北联精细化学品开发有限 mL 乙酸乙酯的烧杯中搅拌 2 min，待溶液搅拌均匀
公司；Cd(NO 3 ) 2 •4H 2 O，AR，阿法埃沙化学有限公 后移入分液漏斗静置，分液后下层黏液为所制离子
司；磷酸（质量分数 98%），AR，烟台市双双化工 液体。重复上述步骤 3 次，在 80 ℃真空干燥箱中
有限公司；Na 2 MoO 4 •2H 2 O，AR，天津市化学试剂 干燥 12 h，得到淡黄色离子液体[Bmim]Br。

图 1 催化剂合成方案
Fig. 1 Catalyst synthesis scheme