聚合物稳定的金纳米簇催化：理论计算与实验的相互影响

平均粒径为2–10 nm的聚合物稳定的Au纳米簇(NCs)表现出独特的催化性能。多个研究表明，影响聚合物稳定的Au NCs催化活性的主要因素为： Au NC尺寸的控制、聚合物的选择以及反应条件的优化。这是由于聚合物稳定的Au NCs在多个催化反应中表现出明显的尺寸效应，其催化活性也因所采用的聚合物和反应条件的不同而不同。为了阐明影响聚合物稳定的Au NCs催化活性的内在原因，众多研究者关注于聚合物稳定的Au NCs催化中的理论计算与实验的相互影响。本文主要总结了聚合物稳定的Au NCs中这种相互影响的研究进展。     

壳聚糖及其L-脯氨酸衍生物催化的不对称Henry反应

报道了壳聚糖负载L-脯氨酸化合物可以作为一种非均相有机催化剂在多种介质中有效催化多种底物的不对称Henry反应.该催化剂在水及水溶胶束中表现出了比在有机溶剂中更高的催化活性.实验中还意外发现壳聚糖本身对Henry反应也表现出了一定的催化活性,并详细研究了不同条件下壳聚糖的催化性能.同壳聚糖负载L-脯氨酸化合物一样,壳聚糖本身在水和水溶胶束中表现出了比有机溶剂中更高的催化活性,在Span-40水溶胶束中得到了99%的产率和1∶2.2的非对映选择性.     

聚合物配位体络铑催化剂的合成及对二异丁烯氢甲酰化反应的催化性能研究

本文用含有多胺、多(胺基膦)和单齿的胺基膦、亚磷酸酯等配位基团的功能基化交联聚苯乙烯与二氯四羰基二铑反应得到了10种聚合物配位体络铑催化剂。用这些催化剂进行了二异丁烯的催化氢甲酰化反应(反应条件:110℃;100,80,60kg/cm~2;H_2/CO=1:1;6h;苯为溶剂),大多数催化剂表现出了良好的催化性能。催化剂的红外光谱证明了聚合物多胺配位体与铑活性中心之间具有多齿配位结构。文中还对催化过程的铑脱落现象进行了研究,讨论了配位体结构与铑脱落量及催化活性的关系,测定了铑脱落量与催化剂使用次数关系的曲线,考察了反应条件及外添加试剂对铑脱落的影响,并提出了催化剂可能的铑脱落机制。     

Beta分子筛催化剂上甲苯和三甲苯烷基转移反应条件优化及其反应机理研究

以Beta分子筛为催化剂, 系统考察了反应条件和催化剂酸性变化对甲苯和三甲苯烷基转移反应催化性能的影响. 实验结果表明, 反应条件、分子筛晶粒尺寸及其酸性对烷基转移催化活性和稳定性都具有显著影响. 研究发现: 当反应温度为450 ℃、压力为3 MPa以及反应物甲苯和三甲苯物质的量比为1时, 二甲苯收率达到最高; 分子筛催化活性随硅铝比升高而降低; 催化剂晶粒尺寸减小能够显著提高反应稳定性. 同时, 还对甲苯和三甲苯烷基转移反应机理进行了深入研究, 推导出了可能的反应机理路线图.     

手性环状二胺催化的不对称Diels-Alder反应

研究了一种结构新颖、合成路线简单的手性二胺催化的Diels-Alder反应,考察了各种Br nsted酸助催化剂、温度、溶剂和手性二胺分子中不同的取代基对反应的影响.研究结果表明:该类催化剂在催化Diels-Alder反应中表现出较高的催化活性和中等的立体选择性.     

(1S,2S)-DPEN修饰的Ir/Al2O3催化苯乙酮及其衍生物的不对称加氢反应$

在碱性条件下制备了三氧化二铝负载的铱(Ir/γ-Al2O3)催化剂,并用于苯乙酮及其衍生物的不对称催化加氢反应.考察了不同的碱、碱浓度、手性二胺(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺[(1S,2S)-DPEN]浓度、反应温度和反应压力对催化剂及反应的影响.结果显示,在优化反应条件下,该催化剂表现出较高的催化活性和良好的对映选择性,其中异丁酰苯不对称催化加氢反应的对映选择性达到了80.3%.该催化剂不需要使用任何稳定剂,制备方法简单,催化性能稳定,通过简单的离心分离即可循环使用.     

高分子钯络合物催化的亚胺化合物的加氢反应

制备了一系列以二氧化硅为载体的侧链上含有各种氮配位基团的聚硅氧烷-钯络合物,这些高分子钯络合物能够在常温常压下催化亚胺化合物的加氢反应并表现出不同程度的催化活性.对其中聚-(N,N-二乙酰基)-γ-氨丙基硅氧烷-钯络合物催化的亚苄基苯胺的加氢反应做了比较深入的研究,发现该催化剂在反应中是稳定的并给出唯一的加氢产物,络合物中的N/Pd原子比、反应温度以及不同底物对反应速度的影响也被报道.     

碘化亚铜/亚磷酸三乙酯催化碘代芳烃和末端炔烃的偶联反应

以廉价的亚磷酸三乙酯为配体,首次用于Cu催化的碘代芳烃和末端炔烃的偶联反应,考察了不同Cu盐、金属纯度、碱和催化剂用量等条件对反应性能的影响.结果表明,当以高纯度的CuI (99.999％)为铜源,催化剂用量为5mol％时,在KOH作用下,该催化体系成功催化了一系列碘代芳烃和末端炔烃的反应,表现出良好的催化活性,此外,...     

吡啶氮桥联双环三唑鎓盐的合成及其在催化苯偶姻缩合、酯交换反应中的应用

合成了12个吡啶氮桥联的双环三唑鎓盐2a～2l卡宾催化剂前体,用于催化苯偶姻缩合反应和酯交换反应,考察了反应条件对催化反应的影响,并与其它三唑鎓盐的催化活性进行了比较.结果表明,在较低催化剂用量下,催化剂2c表现出优良的催化活性,分离产率最高分别达到98%和93%.     

水合碱金属卤化物催化 CO2 与环氧化物合成环状碳酸酯

 在不添加任何助剂及溶剂的条件下, 考察了水合碱金属卤化物催化 CO2 与环氧丙烷合成碳酸丙烯酯的反应性能. 结果表明, 水合碱金属卤化物表现出远高于无水碱金属卤化物的催化活性, 其中, 以 NaI2H2O 的催化性能最好, 在 120 C, 1 MPa 的条件下反应 1.5 h, 碳酸丙烯酯收率达 97%. 此外, NaI2H2O 在 CO2 与其它环氧化物合成相应环状碳酸酯反应中也表现出较高的催化活性.     

凹凸棒土负载铂催化剂上对氯硝基苯的高活性高选择性液相加氢反应

分别采用乙醇-异丙醇、H2和NaBH4还原方法制备了凹凸棒土负载铂催化剂(分别标记为Pt/PAL(I)、Pt/PAL(II)和Pt/PAL(III)), 其在对氯硝基苯(p-CNB)的催化选择加氢反应中表现出不同的催化性能. 在Pt/PAL(II)催化剂上, 对氯苯胺(p-CAN)的选择性达到了100%, 并且在p-CNB 完全转化的情况下, 脱氯反应得到了完全的抑制. 在Pt/PAL(I)和Pt/PAL(III)催化剂上, 尽管脱氯反应没有得到完全的抑制, 但也分别得到99.7%和99.9%的p-CAN选择性. Pt/PAL(I)催化剂表现出最高的催化活性,转化频率(TOF)值高达27010 h-1. Pt/PAL(II)和Pt/PAL(III)催化剂表现出稍微低的催化活性, TOF值分别为17193 和24871 h-1. 利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对催化剂样品进行了表征, 结果表明优异的催化性能主要归因于铂粒子尺寸和凹凸棒土载体的影响.     

沸石分子筛催化苯甲醚与苯甲酰氯的苯甲酰化反应

分别采用五种H型沸石在无溶剂条件下催化了苯甲醚与苯甲酰氯的苯甲酰化合成4-甲氧基二苯甲酮.各种沸石的酸中心分布和孔道结构各不相同,使其表现出不同的催化效果.Hβ沸石的三维孔道和集中的中强酸中心为反应提供了适宜的条件,使苯甲酰氯的转化率和4-甲氧基二苯甲酮的选择性分别可达99.5%和91.2%.Pyrid ine-FT-IR结果表明B酸中心为H型沸石主要酸中心,H+为催化活性点;NH3-TPD谱图表明中强酸中心是苯甲酰化反应的合适酸中心,据此提出了H型沸石催化苯甲醚苯甲酰基化的反应机理.     

活性炭负载磷钨杂多酸催化合成异丁醛乙二醇缩醛

研究了负载型催化剂H3 PW12 O40/C催化合成异丁醛乙二醇缩醛的催化行为.结果表明,该催化剂在异丁醛和乙二醇的缩合反应中表现出较高的催化活性.经纯化后,异丁醛乙二醇缩醛的最终收率可达73.4％,在相同条件下催化活性优于纯H3 PW12 O40.     

Rh(Ⅰ),Co(Ⅰ)和Ru(Ⅱ)双齿磷氢化物的合成.结构表征和催化加氢活性

膦配位的过渡金属氢化物被看作是烯烃及其他一些不饱含有机化合物催化加氢反应及氢甲酰化反应的催化活性物种,关于它们的结构与催化活性关系的研究,有着重要的理论意义和实际意义,通常单齿膦配位表现出较高的催化活性,而不同的金属中心在催化活性和选择性上也表现出明显的差别,反映了催化功能与催化活性物种的电子结构和空间结构之间存在着依存关系.膦配体过渡金属氢化物,通常是以它们的相应卤化物经氢化锂铝或硼氢化钠或肼还原得     

活化温度对CuBTC催化CO氧化反应性能的影响(英文)

考察了金属有机骨架材料CuBTC(BTC为均苯三酸)催化CO氧化的反应性能,发现CuBTC对CO氧化反应表现出良好的催化活性,且CuBTC样品的活化温度对其催化活性的影响很大.原位漫反射红外光谱、粉末X射线衍射、扫描电镜、热重分析和差示扫描量热结果表明,CO在CuBTC骨架中不饱和金属位点上的配位是加速CO氧化的主要原因,且这种不饱和金属位点越多,其催化活性越高.     

渗透汽化型酯化膜反应器研究聚合物／无机固体酸管式复合膜？…

设计了渗透汽化型管式膜反应器,以乙酸丁酯合成反应为探针,考察了Ｚｒ（ＩＶ）／ＰＶＡ,Ｚｒ（ＩＶ）－ＰＶＡ／ＰＶＡ两类聚合物担载无机固体酸管式复合膜的膜催化反尖性能。探讨了功能膜的组成,结构,反应条件等对膜反应和分离性能的影响以及同步膜分离过程对反应转化的促进作用。实验结果表明,膜催化酯化反应过程主要是依赖与料液接触侧膜表面层的催化活性,膜的催化活性是影响反应速率,特别是初期反应转化速率的主要因素,     

水热法制备的LuFeO3晶粒的超声催化活性

超声波在水中传播时会产生大量空化气泡,空化气泡经历成核、生长和瞬间崩塌等过程,并在崩塌瞬间产生局部高温和高压,过程中会发出瞬间闪光,即声致发光.局部高温高压及声致发光可将半导体价带上的电子激发至导带,形成电子/空穴对,电子和空穴迁移至半导体颗粒表面,参与一系列氧化还原反应致使有机污染物发生分解.由于超声波在各种液体中都具有很强的穿透能力,因此与半导体光催化技术相比,半导体超声催化技术在降解高浓度和不透明染料废水时具有明显优势. LuFeO3是稀土正铁氧体中的一员,具有独特磁结构、巨介电常数及多铁性,近年来引起了人们极大的研究兴趣.同时, LuFeO3也是一种窄带隙半导体材料,使其可以作为一种潜在的超声催化剂,但相关报道很少.半导体材料的晶粒尺寸及形貌对其超声催化活性的影响非常大,因此制备出不同晶粒尺寸及形貌的LuFeO3颗粒并研究其超声催化性能具有重要意义.目前LuFeO3的主要制备方法为传统的固相反应法,该法需要反复研磨和高温煅烧使原料彻底反应,而且制备出的颗粒尺寸较大,相互粘连严重,形貌难以控制.在众多纳米材料制备方法中,水热法在调控晶粒尺寸及形貌上具有巨大优势.本课题组曾采用水热法成功制备了单相的LuFeO3颗粒,通过改变NaOH浓度,可以对产物的晶粒尺寸及形貌进行调控.基于此,本文以酸性橙(AO7)、罗丹明B (RhB)、甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)为目标降解物,考察了水热法所制备的LuFeO3颗粒在超声辐照下的超声催化性能,并系统研究了晶粒尺寸及形貌、无机离子和乙醇对LuFeO3颗粒超声催化活性的影响及LuFeO3颗粒重复利用性能.以对苯二甲酸(TPA)为分子荧光探针,采用光致发光(PL)技术检测在超声辐照下LuFeO3反应液中产生羟基自由基(?OH)的情况,探讨了LuFeO3颗粒的超声催化机理.超声催化反应结果表明,采用水热法制备的LuFeO3颗粒在超声辐照下表现出良好的超声催化活性.在NaOH浓度为0.625 mol/L时制备的LuFeO3颗粒尺寸最小,表现出最好的超声催化活性;经过30 min超声催化反应后,AO7,RhB,MO和MB的超声降解率分别为89%,82%,73%和67%.加入Cl?, NO3?, SO42?, PO43?和HCO3?对LuFeO3颗粒的超声催化活性有抑制作用.向反应液中加入2%(v/v)乙醇后, LuFeO3颗粒在超声辐照下对AO7几乎没有降解,表明?OH在超声催化中起重要作用.重复回收实验结果表明, AO7的降解率随着循环次数增加有所下降,这可能是由于催化剂回收时的损失所致.尽管如此,催化剂仍能保持较高的催化活性,经4次循环后,反应30min时AO7的降解率为65%.PL结果表明, LuFeO3颗粒在超声催化反应中产生了大量的?OH,添加乙醇可以消耗?OH并抑制染料的超声催化降解.由此可见,?OH是超声催化降解RhB的主要活性物种.我们对LuFeO3导带和价带的电位进行了估算,从热力学角度对LuFeO3颗粒超声催化降解染料的机理做出了初步解释.     

Fe-MIL-101催化Paal-Knorr反应合成吡咯衍生物

以Fe-MIL-101为非均相催化剂,通过多种伯胺与2,5-二甲氧基四氢呋喃进行Paal-Knorr反应,高效合成相应的吡咯衍生物.在Fe-MIL-101结构中,裸露的Fe(Ⅲ)配位点作为催化活性中心参与吡咯衍生物的催化合成反应.同时Fe-MIL-101的高比表面积和大的孔尺寸确保了底物分子与催化活性中心的充分接触以及产物的自由脱离,从而促进了催化反应的快速进行.Fe-MIL-101在催化反应过程中具有很好的稳定性,多次循环使用后仍能表现出良好的催化性能.此外,该催化剂在伯胺(包括脂肪胺、芳香胺)与2,5-己二酮的Paal-Knorr缩合反应中也具有优异的催化性能.     

聚合物固载芳亚胺环金属化合物的合成及其催化性能

聚合物固载的催化剂用于有机合成时,既具有相转移催化反应的特点:反应条件温和,操作简便,选择性高;又具有高分子试剂的优越性:在有机溶剂中的高催化活性,可回收并循环利用,反应产物易于纯化,可减少对环境的污染,因此具有广阔的应用前景.芳亚胺环金属化合物作为均相催化剂对Heck反应具有很高的催化活性,不足之处是难以回收和循环使用.本工作将不同芳亚胺环金属化合物固载到聚合物链上,制备了二个系列高分子固载金属催化剂,研究了它们对Heck反应的催化性能.     

微孔/微介孔H-ZSM-5分子筛上甲苯甲醇的烷基化性能

以不同硅铝比的H-ZSM-5分子筛为研究对象,考察了Na OH碱处理、酒石酸处理及Na OH碱处理-酒石酸处理相结合的方法对其物化性能和催化性能的影响.处理前后分子筛的表征结果表明,酸处理和碱处理可通过调变催化剂的酸性和孔道结构影响其催化性能.酸处理对低硅铝比H-ZSM-5的酸性和催化性能影响较大,而碱处理则主要影响高硅铝比分子筛的酸性和催化性能.酸处理和碱处理相结合则能同时调变分子筛的酸性和孔道结构,进而提高其在甲苯甲醇制二甲苯反应中的催化活性.其中,碱处理的高硅铝比H-ZSM-5分子筛表现出最优异的催化活性.