固载磷钨酸的大孔道功能化MOFs合成及催化性能

郝金蕾¹，张桂华²，王艳^1,3，万金泉^1,3，马邕文^1,3，黄礼艳¹

1. 华南理工大学环境与能源学院2. 惠州市环境科学研究所3. 制浆造纸工程国家重点实验室

摘 要：获得可固载PTA的大孔道载体,对于大分子物质的催化转化具有重要意义。本研究采用扩孔剂CTAB对MOFs载体进行扩孔并同步实现PTA的化学固载,同时在MOFs的骨架中接枝-Cl和-NH2实现其功能化。研究发现加入CTAB后虽然获得的样品均为MIL-101结构,且随CTAB加入量的增加,样品的晶面生长逐渐变差,但仍具有良好的热稳定性。MOFs的比表面积和孔径随CTAB加入量的增加而逐渐增大,经CTAB扩孔后,MOFs由微孔结构转化为微孔与介孔共存结构,在CTAB加入量为5.4mmol时,样品的介孔结构占比最大,达到87%,孔径以3.9nm和46.1nm为主。CTAB的加入不会影响-NH2与PTA的静电作用,但PTA的固载量随CTAB加入量的增加先增大后减小,当CTAB加入量为3.6mmol时PTA的固载量最大,所获得的催化剂样品催化水解微晶纤维素的葡萄糖产率也达到最大,获得葡萄糖产率可达到等量未固载PTA催化效能的76.35%。样品连续三次催化水解微晶纤维素后,葡萄糖产率仅下降了5%左右,说明接枝-NH2发挥了其通过静电作用固载PTA的功能,从而降低了PTA在反应过程中的流失。

关键词：金属有机骨架;MIL-101;磷钨酸;介孔;