含骨架铁ZSM-5的合成及其负载Pt催化剂在正十二烷脱氢反应中的催化性能

采用水热合成法使铁进入分子筛MFI骨架结构,成功合成出含骨架铁的分子筛Na-[Fe]-ZSM-5,并通过离子交换法负载Pt制备脱氢催化剂Pt/Na-[Fe]-ZSM-5。通过正十二烷脱氢反应,研究了该催化剂对长链烷烃脱氢制单烯烃反应的催化性能。采用N2吸附-脱附测试、X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、吡啶吸附的红外光谱(Py-IR)、CO化学吸附、透射电子显微镜(TEM)等不同方法对催化剂进行了表征。结果表明,通过控制骨架铁含量可调控催化剂表面酸性;含骨架铁的ZSM-5分子筛载体具有抑制负载金属晶粒长大,保持金属高分散度的作用;其负载铂催化剂Pt/Na-[Fe]ZSM-5-50具有表面弱酸中心(0.69 mmol·g^-1)和高分散Pt中心,因而具有良好的长链烷烃脱氢活性、稳定性和单烯烃选择;在转化率稳定在~20%时,TOF为4.56 s^-1,单烯烃选择性为92.7%;在实验范围内,Pt/Na-[Fe]ZSM-5催化剂表面弱酸量和脱氢反应的本征活性(TOF)均随催化剂铁含量的增加而增加。     

含有5-甲基-3-吡唑甲酸的铅(Ⅱ)配合物:合成、结构和荧光性质

在不同含N辅助配体的存在下,将5-甲基-3-吡唑甲酸(H_2MPCA)与相应的铅(Ⅱ)盐反应制得了2个新的配合物:[Pb(HMPCA)_2(H_2O)_2]·H_2O (1)和[Pb(HMPCA)_2(phen)]·H_2O (2)(phen=菲咯啉)。双核配合物1中双核[Pb(μ_2-HMPCA)]_2单元在一对Pb…O次级键的作用下形成了一维链状结构,这些一维链在氢键的作用下进一步自组装成2D超分子结构。而单核化合物2在Pb…O次级键的作用下形成了Pb_2O_2平面,它们在π…π和氢键作用下堆积形成3D超分子结构。考察了配合物1和2的热稳定性、荧光性能。     

新型非对称二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯的合成

以两种不同取代的2-氨基二苯甲酮为原料,氯苯为溶剂,BF3-Et2O为脱水剂,通过分子间脱水一步环化缩合制备非对称二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯衍生物。运用HPLC监控反应过程,优化合成工艺,得到最佳反应条件为:等物质的量的两种不同取代2-氨基二苯甲酮和BF3-Et2O,在氯苯中回流反应12 h。化合物4a^4c为新化合物,其结构经1H NMR,13C NMR和MS(ESI)表征。     

简便方法合成含铁石墨相氮化碳材料及其催化苯直接羟基化制苯酚（英文）

苯酚是一种重要的基本有机化工原料.全球近90%的苯酚都是经"三步异丙苯法"工艺合成而得,但是该工艺存在单程苯酚收率低(5%)、酸污染严重等不足.同时由于联产丙酮,苯酚的产量也受丙酮市场所制约.由苯经氧化或羟基化一步法合成苯酚是催化化学领域中一项极具挑战的课题.由于苯分子较难活化,而苯酚易于深度氧化,因此研发和设计具有高活性和高选择性的催化剂是该课题的研究核心.因具有诸多特殊的理化性质,石墨相氮化碳(g-C_3N_4)作为一种新型碳质材料近年来在光催化、热催化、燃料电池和气体吸附等领域展示出广阔的应用前景.g-C_3N_4的类石墨层基本单元为大π共轭的三均三嗪环,对苯分子具有良好的吸附和活化能力.目前,g-C_3N_4(尤其是具有高比表面的介孔材料)在苯Friedel-Crafts烷基化和酰基化反应、苯的CO2氧化等反应中均显示了良好的催化活性.尽管如此,由于缺乏合适的氧化活性中心,纯的g-C_3N_4对苯直接羟基化几乎无催化活性.本课题组曾将乙酰丙酮氧钒和氧化钒负载至介孔g-C_3N_4,发现该类催化剂在H2O2参与的苯直接羟基化反应中,苯转化率高达18%,而苯酚选择性大于95%.然而,此类介孔g-C_3N_4均采用硬模板法合成,制备周期长且需要HF溶液蚀刻氧化硅模板.另外,钒基组分在介孔g-C_3N_4表面也存在着部分溶脱现象.本文以FeCl_3和二氰二胺为前驱体,通过一步热解法直接合成了含铁的g-C_3N_4材料(Fe-g-C_3N_4).采用N2吸附-脱附、XRD、TG、FT-IR、UV-vis、XPS光谱和TEM对材料的理化性质进行表征.结果显示,Fe的原位引入能显著提高g-C_3N_4的比表面积和孔体积,且使其依然保持石墨相结构.同时,富N的g-C_3N_4材料能有效地锚定Fe离子,使其均匀地分散在载体表面.作为多相催化剂,Fe-g-C_3N_4在H_2O_2环境下对苯羟基化合成苯酚的反应表现出较高的催化活性.当反应温度为60°C,其苯酚收率最高可达17.5%,且回收使用多次催化剂活性表现稳定.与之前报道的含铁和负载氧化钒或乙酰丙酮氧钒的g-C_3N_4催化剂材料相比,Fe-g-C_3N_4催化剂制备工艺更加简便.     

溴乙基二苯乙腈的合成及杂质研究

以二苯乙腈和二溴乙烷为原料,苯扎溴铵为相转移催化剂,在氢氧化钠水溶液中高效合成溴乙基二苯乙腈。分别考察了不同相转移催化剂、碱的种类及用量、原料配比对反应收率和选择性的影响,优化反应条件,得到了溴乙基二苯乙腈的最佳合成工艺,同时实现了两种相关杂质的定向合成。溴乙基二苯乙腈2及两种相关杂质3和4的结构经¹H NMR, ¹³C NMR和MS(EI)确证。     

两个基于羧基-水分子链构筑的超分子镉配合物的合成、晶体结构和荧光性质

以5-甲基-3-吡唑甲酸(H2MPCA)为主配体,在螯合配体菲咯琳(phen)或2,2′-联吡啶(2,2′-bpy)的存在条件下,与醋酸镉在常温下反应得到2个基于氢键构筑的羧基-水分子链的超分子化合物,[Cd(HMPCA)2(2,2′-bpy)]·2H2O(1)和[Cd(HMPCA)2(phen)]·2.5H2O(2),并通过元素分析、红外光谱、热重分析、X-射线衍射等对其结构进行了表征。结构分析表明,在化合物1和2中,单核镉的配合物和游离水分子通过氢键及π…π堆积作用形成了三维超分子结构,在此过程中,游离水和羧基构筑的链状水分子簇起着非常重要的作用。此外,我们还研究了化合物1和2的热重和荧光性质。     

五羰基乙酰基锰的深度氢硅烷化

采用两步法合成(CO)₅MnCOCH₃ (1), 然后对1与Me₂PhSiH的深度氢硅烷化反应做9 h的¹H NMR连续监控, 通过将反应物和衍生物的特征峰与内标物C₆H₅(CH₂)₂C₆H₅的特征峰对照直接积分定量, 得到适时含量(mmol)随反应时间改变(h)的变化规律。期间共得到了9种中间体或最终产物, 通过核磁波谱对比, 确定了这些化合物的分子结构。除了对其中6种化合物的特征峰积分直接定量外, 对另外3个化合物采用化学计量结合特征峰积分间接定量, 并对其反应机理做出了合理的解释。最后提出了深度氢硅烷化的多步反应与双通道机理, 并且对反应原料1和Me₂PhSiH中Mn和Si进行了全程跟踪, 结果发现, 在9 h时, Mn总含量高达90.7%, 而Si总含量高达91.4%。     

Cu-石墨烯类Fenton催化剂的制备及催化活性

通过一步水热法制备了Cu-石墨烯(Cu-RGO)催化剂,实现了Cu纳米颗粒的可控生长和氧化石墨烯(GO)还原的同步进行,并将所制备的Cu-RGO用于亚甲基蓝(MB)的催化降解研究。在H2O2存在条件下,当GO与Cu的质量比为3∶17时,经过4 h催化反应,Cu-RGO催化剂对亚甲基蓝的降解率可达到99.5%,经过6次循环使用对亚甲基蓝的降解率仍保持在98.1%以上,CuRGO催化剂展现了较高的催化活性及良好的稳定性。     

介孔氮化碳材料合成的研究进展

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种新型的无金属材料,因其具有众多特殊的理化性质,在多相催化、光催化、燃料电池和气体储存等领域显示出了潜在的应用前景。与直接热聚合法制得的块状g-C₃N₄相比,介孔g-C₃N₄拥有高比表面和丰富的介孔孔道,能暴露更多的表面活性位,继而提升其在催化反应等应用方面的性能。热聚合法是合成g-C₃N₄的最为便利的方法。其中,热聚合法合成介孔g-C₃N₄的工艺分为硬模板法、软模板法和无模板法。本文对近十年来国内外这三种合成工艺的研究进展进行了综述。特别是针对硬模板法,从前驱体合成机理、产品理化性质等多角度评述了硬模板法合成介孔g-C₃N₄的关键问题。此外,针对新型的软模板法和无模板法进行了介绍,并与硬模板法进行了细致的对比和讨论。最后,对介孔g-C₃N₄合成工艺的未来发展趋势进行了展望。     

Cu-石墨烯类Fenton催化剂的制备及催化活性

通过一步水热法制备了Cu-石墨烯（Cu-RGO）催化剂,实现了Cu纳米颗粒的可控生长和氧化石墨烯（GO）还原的同步进行,并将所制备的Cu-RGO用于亚甲基蓝（MB）的催化降解研究。在H₂O₂存在条件下,当GO与Cu的质量比为3：17时,经过4h催化反应,Cu-RGO催化剂对亚甲基蓝的降解率可达到99.5%,经过6次循环使用对亚甲基蓝的降解率仍保持在98.1%以上,Cu-RGO催化剂展现了较高的催化活性及良好的稳定性。