论文部分内容阅读
没食子酸丙酯类化合物还具有显著的药理活性和生物活性,能有效地消除自由基,用于抗氧化和抗微生物等。因而,在药物、化妆品、饲料等领域有着广泛的用途。目前生产没食子酸丙酯的方法有化学催化和生物转化,所用催化剂有:对甲苯磺酸、硫酸氢钠、强酸性离子交换树脂、硫酸、磷酸、杂多酸及黄曲霉细胞等。化学催化能耗大、污染环境、制备时间长、副反应产物多,且严重腐蚀设备,该方法进一步利用具有局限性;而生物转化因具有条件温和、副产物少、产品纯度高等优点而越来越受到青睐。杂多酸因具有氧化还原性、酸性等独特的理化性质,使其在实际生活中有着广泛的应用前景。然而,由于在大多数溶剂中能够溶解,导致其后续分离困难,并且,用于催化反应中催化剂与产物不易分离。负载是解决这一问题最简单且有效的方法。因此,为杂多酸寻找一种合适的载体至关重要。瓜环因其具有带电负性的羰基氧原子端口—能够与一些阳离子基团相互作用,而且它还具有独特的空腔结构,根据空腔尺寸的大小,可以容纳不同大小的客体分子。另外,由于普通瓜环溶解性问题,限制了瓜环的进一步研究与应用,所以改性瓜环得以诞生。其中,四甲基六元瓜环外壁由四个甲基组成,使其呈正电性,能够与阴离子基团通过氢键和离子偶极相互作用,正是由于四甲基六元瓜环的这种外壁作用,使其能够与杂多酸形成性质优异的组装体。从而实现了对杂多酸进行固载,且这种组装体有着广泛的实际应用。本文正是应用瓜环具有正电性的外壁与具有负电性的杂多酸阴离子进行超分子自组装。不仅保存多酸的结构特点和相应化学性质,而且是一种难溶于酸、碱及有机溶剂的性质稳定固体物质,可以实现非均相催化,很好地解决了在酯化反应中催化剂不能回收及不能重复利用等缺点。利用该催化剂催化没食子酸丙酯的合成,并对原有的催化剂的不足及催化效率进行了改进。主要研究内容如下:一、以水为介质,选用了四甲基六元瓜环（TMeQ[6]）,分别与三种典型的Keggin型杂多酸（HPAs）、硅钨酸（STA）、磷钨酸（PTA）、磷钼酸（PMA）)进行超分子自组装,制备了一系列TMeQ[6]-HPAs超分子自组装体,并对其进行X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、红外光谱（FTIR）等表征。并对所制备组装体TMeQ[6]-PMA进行基本性质考察。分别进行氨气吸附脱附（NH3-TPD）、吡啶红外（py-FTIR）、比表面积（BET）及热重（TG-DSC）等表征分析。二、通过TMeQ[6]和HPAs自组装作用,设计制备了系列TMe Q[6]-HPAs超分子自组装体,并将其应用于催化没食子酸丙酯的合成。通过单因素实验,对反应过程中催化剂用量、酸醇比例及反应时间对没食子酸丙酯的合成的影响进行了系统考察,筛选出最佳反应条件。TMe Q[6]-PMA催化剂在没食子酸丙酯合成实验中表现出较高的转化率（95.6%）和良好的稳定性。三、系统地研究了TMe Q[6]-PMA自组装体的电化学性能。通过在常温条件下对其组装的扣式半电池进行了循环伏安（CV）和恒流充放电（GCD）测试,考察其做为电极材料的循环可逆性及库伦效率,对电池性能进行了系统的研究。并通过评估扩散控制过程或表面受限电容效应的贡献来进一步研究了TMe Q[6]-PMA自组装体电极材料做为锂离子阳极材料的电荷存储机理。