疏水性全氟烷基磺酰亚胺固体酸催化酯化与Pechmann缩合

通过溶剂热的方法,成功制备一类具有良好疏水性和强酸性的高分子,聚二乙烯苯-对苯乙烯磺酰基全氟丁基磺酰亚胺(记作H-PDVB-0.3-SSFAI).用于催化水相中长链脂肪酸的酯化反应,可获得88%转化率(24 h);在直接酯化反应体系中,转化率最高能达到95%~96%(5~6 h);催化短链的乙酸和己酸的酯化反应,伯醇和环己醇都能顺利进行,其中,环己醇转化率87%~92%(4 h).催化剂能循环使用至少7次.在无溶剂条件下用于催化另一类酯化反应Pechmann缩合,制备7-羟基香豆素,能在140℃高温下循环使用4次,平均产率约90%.H-PDVB-0.3-SSFAI的良好疏水性、强酸性和丰富多孔性,是影响其催化效率的关键.     

镁铝复合金属氧化物负载纳米Pd催化剂的制备及其在醇胺一步合成亚胺反应中的应用

以共沉淀法制备的Pd2+掺杂水滑石为前驱体,通过焙烧、还原得到了镁铝复合金属氧化物负载纳米Pd催化剂.利用X射线粉末衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),场发射透射电子显微镜(TEM)等手段对催化剂进行表征,发现通过Pd2+掺杂水滑石为前驱体制备的复合金属氧化物负载纳米Pd催化剂,可以实现Pd纳米颗粒(3.6 nm)在镁铝复合氧化物表面的均匀分散.该催化剂在催化苯甲醇和苯胺一步法合成N-苄叉苯胺时,在温和的反应条件下表现出良好的催化性能以及对N-苄叉苯胺较高的选择性,产物收率99%.在循环实验过程中,催化剂表现出较好的稳定性,并且催化活性未见下降.     

铁掺杂HTiNbO_5纳米片及其催化环氧苯乙烷醇解的性能

通过先将层状HTiNbO5用四丁基氢氧化铵层离成单层纳米片,然后与铁溶胶重组,最后在不同温度(200~500℃)下焙烧,得到了一系列铁掺杂的HTiNbO5纳米片。研究结果表明,铁溶胶掺杂有利于提高催化剂的比表面积和酸性,所得催化剂在环氧苯乙烷的醇解反应中表现出很好的催化效果。其中,水解时间为1 h的铁溶胶与HTiNbO5纳米片重组且在400℃下焙烧后所得催化剂的催化效果最好,优于未掺杂和Fe3+直接絮凝的HTiNbO5纳米片。     

Hβ分子筛催化剂的制备及其在合成2-乙基蒽醌中的应用

制备了系列Hβ分子筛催化剂Cat T(T为焙烧温度)和系列负载型催化剂CatR550[R=H2SO4(a),(NH4)2S2O8(b)和(NH4)2SO4(c)]。以邻苯二甲酸酐(2)和乙苯(3)经Friedel-Crafts酰基化反应合成2-乙基葸醌(1)为探针反应,考察了T和R对其催化活性的影响。结果表明:最佳焙烧温度为550℃;最佳R为c。以Cat550为催化剂对合成1的反应条件进行了优化,考察了反应温度,反应时间,Cat550用量及r[n(2)∶n(3)]对酰化反应的影响。在最佳反应条件[2 40 mmol,n(2)∶n(3)=1∶25,Cat550用量2.0 g,于250℃反应5 h]下,2的转化率为30.6%,1的选择性为33.8%,1的收率为10.3%。以Catc550为催化剂,在c(c)为1.75 mol·L-1时,在相同的最佳反应条件下,2的转化率为39.0%,1的选择性为43.4%,1的收率为16.9%。     

咪唑基介孔有机硅材料固载磷钼酸催化剂的制备及烯烃环氧化性能

以含有咪唑阳离子的周期性介孔有机硅（PMO-ILs）材料为载体,制备了一类固载化磷钼酸（PMA）多相催化材料（PMA@PMO-ILs）,并采用N₂吸附-脱附实验、X射线衍射、原子吸收光谱、差热-热重分析、红外光谱、紫外光谱及固体核磁共振技术研究了材料的结构及物理化学性质. 结果表明,磷钼酸通过静电相互作用被成功固载到PMO-ILs载体表面和孔道中,且在制备过程中磷钼酸及载体基本结构均未发生变化. 反应结果表明,PMA@PMO-ILs材料在以叔丁基过氧化氢为氧化剂的环辛烯环氧化反应中表现出一定的催化活性和很高的选择性. 中断实验结果表明,催化剂的主要活性中心在反应过程中未发生明显流失,且催化剂经多次循环使用后活性及选择性基本保持不变. PMO-ILs中大量的咪唑阳离子能有效稳定磷钼酸阴离子,使该催化材料表现出良好的稳定性.     

单原子催化剂电子结构调控实现高效多相催化

过去十年见证了单原子催化领域的快速发展,其最高的原子利用效率和充分暴露的活性位点使得单原子催化剂对众多反应的催化活性具有显著提升。在单原子催化领域的早期发展阶段,研究者只是关注单原子催化剂催化活性与催化选择性的提高,而其内在的反应机理以及活性位点同催化性能之间的构效关系往往被忽视。关于单原子催化剂中金属-基底相互作用的深入探讨能够帮助我们理解催化机理,并进一步指导多相催化剂的理性设计。值得注意的是,由于单原子催化剂均一的活性位点及其几何构型,我们可以通过理论计算以及一些原位的表征技术,来揭示其中的金属-基底相互作用,继而进一步促进单原子催化领域的发展以及多相催化剂的理性设计。这篇综述总结了金属-基底相互作用的基本概念,其作用,以及其在一些重要多相催化中的应用,最后提出了金属-基底相互作用在单原子催化领域所面临的挑战与机遇。     

Cu-Pd/γ-Al_2O_3催化硝基苯和乙醇反应一锅法合成2-甲基喹啉

在5%Cu-5%Pd/γ-Al2O3催化剂作用下,由硝基苯和乙醇反应一锅法合成了2-甲基喹啉.实现了乙醇与硝基苯转移加氢、乙醛缩合、苯胺与不饱和醛加成、脱水环化、脱氢等多步反应的耦合.极大地简化了2-甲基喹啉的合成工艺.相比较传统的化学合成方法,由于避免了使用无机酸碱或均相金属络合物作为催化剂,该方法环境更加友好,解决了均相金属络合物催化剂分离、回收困难的问题.在优化的反应条件:使用1g催化剂,硝基苯15mL,乙醇60mL,水30mL,T=453K,P=3.5MPa,反应时间为12h时,2-甲基喹啉的收率达66.4%.     

高稳定性无膦配体乙烯氢甲酰化催化体系研究

高活性、高稳定性的无膦配体多相氢甲酰化催化体系研究是催化化学领域的重要课题。本文以乙烯氢甲酰化这一反应为目标,发展出含有不同含氧官能团的活性炭为载体的负载纳米铑催化材料。其中,当以Rh/C-3这一材料为催化剂时,乙烯氢甲酰化反应的转化频率可以达到57889 mol/mol/h。该催化剂可以在固定床反应器上稳定运行2500小时保持活性稳定。表征发现,碳材料表面的内酯基团 (-CO2-)对催化材料的活性和稳定性具有重要的作用。这一研究对高活性、高稳定性的非膦配体多相氢甲酰化催化体系研究具有一定的启示。     

钒氮共掺杂多孔碳催化剂上苄胺氧化偶联合成亚胺

本工作以生物质壳聚糖作为牺牲模板,乙酰丙酮钒为金属钒源,ZnCl₂为造孔剂,采用高温热解结合酸洗的策略制备出一种钒氮共掺杂多孔碳（V-N-C）催化剂。表征结果表明,V-N-C催化剂的比表面积高达1 470 m²·g^-1,孔容为1.06 cm³·g^-1,质量分数为0.19%的钒物种可能以单原子VN_x形式高度分散在载体上。在苄胺氧化偶联合成亚胺的反应中,V-N-C表现出高催化性能,底物苄胺的转化率和产物亚胺的选择性均为99%,性能明显优于均相VO（acac）₂和多相V₂O₅催化剂。此外V-N-C催化剂连续重复使用9次也未出现任何活性衰减的问题,且对一系列含有不同官能团的底物也具有优良的普适性。机理研究表明,苄胺和氧气首先分别在催化剂VN_x和缺陷位点活化成苄基亚胺和H₂O₂中间体,然后苄基亚胺与苄胺缩合脱NH₃生成目标产物亚胺。     

脉冲电晕等离子体下甲烷偶联反庆研究（Ⅲ）：金属氧化物？…

考察了常温常压脉冲电晕等离子体作用下金属氧化物对甲烷脱氢偶联反应的催化作用,观察不同催化剂在脉冲电晕等离了体作用下的催化活性差别很大,且对Ｃ2产物的分布具有一定 的调变作用。γ－ＭnＯ３／γ－Ａ１２Ｏ３催化剂的Ｃ２烃收率较空白载体提高了近２倍,Ｃ２烃选择性提高３０％以上,该催化剂与脉冲电晕等离子体的结合可使其能量效率提高２倍以上,提出了一种等离子体催化作用促进甲烷脱氢偶联反应的初步模型。