硫酸、磷酸等液体酸作为传统的均相酸催化剂被广泛应用于化工生产,在反应过程中虽然催化效果较好,但污染环境、腐蚀仪器、不可再生等问题局限了其使用性。随着能源短缺和环境恶化的情况愈演愈烈,开发绿色环保、可循环使用的非均相固体酸催化剂迫在眉睫。杂多酸是一类性能优异的酸催化和氧化还原的“双功能”性固体酸催化剂,然而因其比表面积小、易溶于极性溶剂等缺点不利于使用。由于有机高分子材料特别是丙烯酸类聚合物,作为载体具有特殊的微观结构和高分子效应,同时结构中的官能团可与杂多酸作用形成固体超强酸,具有较高的催化活性和反应选择性,因此聚合物固体超强酸广泛用于石油化工和有机合成反应。本文制备一种基于磷钨酸的有机聚合物功能化磁性纳米复合材料,其结构表达式为Fe₃O₄@ATMS-PAA-PPD/H₃PW₁₂O₄₀,它是以磁性Fe₃O₄纳米粒子为载体,采用烯丙基三甲氧基硅烷（ATMS）为硅烷化试剂在其表面包覆,并与丙烯酸修饰聚合（PAA）,通过酸碱作用引入对苯二胺（PPD）,最后负载Keggin结构多酸(H₃PW₁₂O₄₀)作为活性组分。为了评估复合材料的催化氧化和酸催化性能,将其用于苯乙烯催化氧化制取苯甲醛和葡萄糖水解生成5-羟甲基糠醛的反应为探针实验进行研究,并考察其可循环使用情况,本文具体研究工作如下:1.采用多步制备策略,首先合成Fe₃O₄磁性纳米粒子,通过烯丙基三甲氧基硅烷（ATMS）对磁性纳米粒子Fe₃O₄进行表面修饰,再加入引发剂使丙烯酸引发聚合（PAA）,然后通过酸碱作用引入对苯二胺（PPD）,最终掺杂固体磷钨酸(H₃PW₁₂O₄₀)作为活性组分,制备成磁性核壳结构的纳米复合材料,利用红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TGA）、透射电子显微镜（TEM）、振动样品磁强计（VSM）及电感耦合等离子体发射光谱（ICP）等技术手段表征其组成、结构和形貌。2.以苯乙烯催化氧化制取苯甲醛的反应评估磁性纳米复合材料Fe₃O₄@ATMS-PAA-PPD/H₃PW₁₂O₄₀的催化氧化性能,采用苯乙烯为反应底物,通过控制变量法确定了最佳反应条件并对其做出解释,结果表明有苯甲醛生成且选择性高,同时还检测了其循环使用情况。3.以葡萄糖酸催化水解生成5-羟甲基糠醛的反应评估磁性纳米复合材料Fe₃O₄@ATMS-PAA-PPD/H₃PW₁₂O₄₀的酸催化性能,采用葡萄糖为反应底物,同样通过控制变量法确定了最佳反应条件并对其做出解释,结果表明有5-羟甲基糠醛产生且转化率、产率较高,同时还检测了其循环使用情况。