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因油品中含硫化合物的燃烧而造成的环境污染问题愈加严重,为了解决这个问题,研究学者们发展出了加氢、吸附和催化氧化等脱硫技术。其中,催化氧化脱硫被认为是最高效、低耗及温和的方法,但这一过程严重依赖高性能材料/催化剂的设计和开发。多金属氧酸盐(Polyoxometalates,POMs),是一类由多种高价态前过渡金属元素(例如钼、钨、铌、钽等)组成,并与氧原子成键而构成的多金属氧簇化合物。多酸本身有良好的溶解性、氧化还原性和酸性等性质,因此可以广泛应用于生物质转化、催化和医学检测领域。我们利用水热合成方法,多酸为无机配体与有机配体一同与金属离子反应,构筑功能性的多酸基金属有机框架材料(POM-MOF)。本硕士论文的研究课题主要基于POM-MOF,探究二维POM-MOF、POM-MOF纳米片和三维POM-MOF材料作为非均相催化剂在催化氧化脱硫实验中的催化活性。1 我们选取了二维层状POM-MOF材料{[Co2(H2O)4(BTX)3][PMo12O40],BTX=1,4-Bis(1,2,4-triazol-1-ylmethyl)benzene}。考虑到二维MOF材料层与层之间的氢键作用,我们提出用湿法球磨和液相超声辅助的方法来破坏氢键,TEM和AFM表征结果证明了超薄纳米片的成功制备。剥离的纳米片在催化反应中有更多的催化活性位点及较少的传质限制,大大加快了反应速率。通过监测脱硫过程,纳米片催化剂总体脱硫效率是二维粉末材料的14倍(纳米片TON约为400,粉末材料TON约为29)。2 我们利用水热法制备了两亲性的三维 POM-MOF 单晶[Zn(BTX)(Mo8O26)][TBA]2。通过单晶X射线衍射、粉末XRD、红外和热重等表征手段确定了其组成和结构。POM-Zn-MOF作为非均相催化剂应用于催化氧化脱硫实验中,反应物转化率在30 min时迅速达到100%(TON约为24),且多次循环利用后催化性能保持。基于上述实验结果,两亲性多酸基金属有机骨架作为非均相催化剂时具有高效、稳定及可循环使用的优点,这对催化氧化脱硫的实际应用具有重要意义。