[发明专利]一种季铵盐型Mn(III)卟啉-SiO2

说明书

本发明提供一种季铵盐型Mn(III)卟啉‑SiO₂催化剂的制备方法及应用；方法包括如下步骤：步骤一，对甲苯磺酸乙酯的合成，步骤二，合成5,10,15,20‑四(4‑(3‑(N‑乙基‑4‑吡啶基)吡唑基)苯基)卟啉；步骤三，Mn(III)卟啉(Mn(III)TEtPyP(OAc))的合成；步骤四，Mn(III)卟啉‑SiO₂复合催化材料制备。本发明通过红外光谱、紫外‑可见光谱、氢核磁共振谱等方法对其进行了结构表征；再在水热条件下，将Mn(III)卟啉与硅溶胶反应，制备了一种Mn(III)卟啉‑SiO₂复合催化材料。本发明制备的催化剂具有稳定性好，转化率高的有点，具有较好的发展前景。

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种季铵盐型Mn(III)卟啉-SiO₂催化剂的制备及应用。

背景技术

卟啉是存在于自然界的一类共轭大环化合物，卟啉的衍生物由于具有特殊的生物活性而广泛存在于生命体系中，如：细胞色素P-450(铁卟啉化合物)能够在温和的条件下，高效催化生命体内多种底物分子的转化；植物叶绿素(镁卟啉化合物)能够参与植物光合作用，捕集吸收太阳光，将二氧化碳转变为碳水化合物供给植物生长；维生素B12(钴卟啉化合物)能够在动物体内参与制造骨髓红细胞。卟啉及其衍生物，作为一类重要的仿生催化剂，表现出很好的催化效果。但卟啉一般是均相催化反应，由于催化剂难回收、更不能循环利用，并且在反应过程中容易发生氧化、易分解，容易发生二聚等问题，从而导致催化活性降低甚至丧失，限制了卟啉仿生催化的进一步发展。为了克服卟啉均相催化的缺点，近年来，基于卟啉的非均相催化剂的制备引起了科学家们极大兴趣和广泛关注。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于合成了一种取代基较长的水溶性阳离子卟啉5,10,15,20-四(4-(3-(N-乙基-4-吡啶基)吡唑基)苯基) 卟啉(H₂TEtPyP)及其Mn(III)卟啉(Mn(III)TEtPyP(OAc))，通过红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-vis)、氢核磁共振谱(¹HNMR)、电喷雾四级杆飞行时间串联质谱(ESI-MS)、元素分析(EA)等方法对其进行了结构表征。之后，在水热条件下，将Mn(III)卟啉与硅溶胶反应，制备了一种Mn(III)卟啉/SiO₂复合催化材料，并采用红外光谱(FT-IR)、固体紫外-可见光谱(UV-vis-DRS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TG)、X射线粉末衍射(PXRD)、N₂吸附等方法对制备的催化材料进行了表征，研究了其吸附和催化性能。

第一方面，本发明提供一种季铵盐型Mn(III)卟啉-SiO₂催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤

步骤一，对甲苯磺酸乙酯的合成，步骤如下：其合成路线如下所示，