聚酰胺酸盐稳定的金纳米催化剂用于羧酸的绿色合成

使用一锅法成功制备了水溶性聚酰胺酸盐稳定的金纳米催化剂(AuNPs-PAAS),将该催化剂用于伯醇的催化氧化.利用紫外-可见分光光度计,X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)等表征方法对催化剂进行了表征.结果表明,金纳米粒子在聚酰胺酸溶液中处于均匀分散状态,金纳米尺寸约为5 nm.将制备的纳米金催化剂用于伯醇的氧化,评价了其在伯醇氧化成羧酸反应中的催化性能,结果显示,在空气为氧化剂,水为溶剂的条件下,AuNPs-PAAS对伯醇的催化氧化为高效的准均相催化过程,高选择性得到羧酸产物,通过调节溶液的pH值,可以很容易的实现产物与反应体系分离和催化剂的回收和循环利用.     

Oxone/CaCl_2/TEMPO体系在温和条件下对醇的氧化反应

Oxone/TEMPO/CaCl_2(TEMPO=2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy)是一种稳定安全和易得的氧化催化体系,在室温条件下,可以氧化苄基或烷基醇生成醛或酮.苄基伯醇很容易被氧化成相应的醛,有较高的反应收率(90%～96%),仲醇氧化成相应的酮,收率在81%～85%之间,1,4-丁二醇环氧化生成γ-丁内酯得到了94%的收率.     

经由[Ni(en)3](SeO3)配合物电镀制备的硒化镍高效电催化水分解反应

电催化水分解是一种高效制备清洁氢气能源的有效方法. 开发高效、稳定、廉价、双功能的电催化剂用于水的氧化与还原反应一直以来都是具有挑战的课题. 在这篇论文中,作者报道了一种生长在碳布上高活性的硒化镍微球. 该催化剂通过对同时包含镍和硒元素的亚硒酸镍配合物进行电解制备. 由于前驱分子同时含有两种有效元素,制备得到的硒化镍具有很好的形貌和元素分步均一性. 制备得到的NiSe-EA/CC电极能够双功能催化水的氧化与还原. 在154 mV析氢过电势下能达到10 mA·cm^-2的催化电流. 同时,在250 mV析氧过电势下能达到20 mA·cm^-2电催化电流. 用该电极材料同时作为阴极和阳极制备的全电解水电解池能在1.53 V的电压下实现10 mA·cm^-2的稳定电解电流.     

经由[Ni(en)_3](SeO_3)配合物电镀制备的硒化镍高效电催化水分解反应（英文）

电催化水分解是一种高效制备清洁氢气能源的有效方法.开发高效、稳定、廉价、双功能的电催化剂用于水的氧化与还原反应一直以来都是具有挑战的课题.在这篇论文中,作者报道了一种生长在碳布上高活性的硒化镍微球.该催化剂通过对同时包含镍和硒元素的亚硒酸镍配合物进行电解制备.由于前驱分子同时含有两种有效元素,制备得到的硒化镍具有很好的形貌和元素分步均一性.制备得到的NiS e-EA/CC电极能够双功能催化水的氧化与还原.在154 mV析氢过电势下能达到10 mA·cm~(-2)的催化电流.同时,在250 mV析氧过电势下能达到20mA·cm~(-2)电催化电流.用该电极材料同时作为阴极和阳极制备的全电解水电解池能在1.53 V的电压下实现10mA·cm~(-2)的稳定电解电流.     

Baeyer-Villiger单加氧酶的蛋白质改造及其催化氧化反应研究新进展

Baeyer-Villiger单加氧酶(BVMO)作为一种重要的生物催化剂,可以催化各种有机酮/醛化合物的Baeyer-Villiger氧化反应,以及一些含硫、硒、硼等杂原子底物的氧化反应.Baeyer-Villiger单加氧酶催化的氧化反应具有选择性高、反应条件温和、高效等优点,已成为不可或缺的有机合成工具,被广泛应用于各种手性化合物的合成中.近年来利用生物信息学分析和基因挖掘技术,从众多微生物中找到了多种新型的BVMO;另外利用蛋白质工程技术对已知的野生型BVMO进行改造,从而扩大底物范围,提高热稳定性和反应活性,改善酶的立体、区域和化学选择性.这些都进一步扩大了Baeyer-Villiger单加氧酶催化氧化反应的应用范围.以不同底物结构的Baeyer Villiger氧化反应为主线,综述了近5年来国内外对野生型以及蛋白质工程改造的BVMO催化氧化反应研究的新进展.     

Oxone/CaCl2/TEMPO体系在温和条件下对醇的氧化反应

Oxone/TEMPO/CaCl₂ (TEMPO＝2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy)是一种稳定安全和易得的氧化催化体系, 在室温条件下, 可以氧化苄基或烷基醇生成醛或酮. 苄基伯醇很容易被氧化成相应的醛, 有较高的反应收率(90%～96%), 仲醇氧化成相应的酮, 收率在81%～85%之间, 1,4-丁二醇环氧化生成γ-丁内酯得到了94%的收率.     

钨酸钠与酸性离子液体催化醇的环境友好氧化反应

钨酸钠与酸性离子液体组成的催化体系可以催化双氧水进行醇的清洁氧化,反应在有机底物/水两相中进行.本体系在催化氧化仲醇为相应的酮时具有很好的活性;催化伯醇氧化时可以得到相应的醛、羧酸或两者的混合物.整个催化体系具有很好的重复利用性.     

Cu-Ni双金属催化剂催化脂肪伯醇脱氢制备醛

脂肪伯醇催化转化制备相应的醛是具有挑战性的课题,目前多采用负载的单金属铜基催化剂.本文报道了双金属催化剂Cu-Ni/γ-Al2O3催化3,3-二甲基-1-丁醇脱氢制备相应的醛,在相同反应条件下,Cu-Ni/γ-Al2O3比单金属催化剂Cu/γ-Al2O表现出更高的催化活性,能将一系列脂肪伯醇高选择性转化为相应的醛.     

用于催化氧气氧化苄醇到醛的新型且简单的催化体系（溴化铜/TEMPO/哌啶）

构建了一个可用于催化氧气氧化苄醇类醇到醛的新型催化体系(溴化铜/四甲基哌啶氧化物/哌啶).该体系以乙腈为溶剂,可以在50℃下高活性和选择性地催化氧气将含不同取代基的苄醇氧化为相应的醛.然而,该体系对于仲醇、脂肪族伯醇以及烯丙醇类型醇的氧化没有催化活性.     

聚硒醚催化环己烯氧化制备1,2-环己二醇（英文）

开发了一种一步合成聚硒醚的新方法,该材料可用于催化环己烯二羟化合成重要的化工中间体环己二醇,是一种高效并可回收的催化剂.有趣的是,该材料在分子层面的独特结构,使得相关反应以自由基机理进行,并可使用分子氧作为部分氧化剂,这与之前许多报道的硒催化反应有所不同.     

伯醇的脱羟甲基反应的研究进展

伯醇来源广泛且廉价易得,是生产各种化学品,如农用化学品、食品添加剂、香料和药物等的重要化工原料.伯醇的脱羟甲基反应是一种利用伯醇制备少一个碳原子的碳氢化合物的方法,在生物质降解和药物合成等方面有着广泛的应用,引起了有机化学家的关注.根据反应类型综述了伯醇的脱羟甲基反应的发展,根据反应特点分为四个部分综述:过渡金属催化脱羟甲基转化为甲烷和水的反应、过渡金属催化脱羟甲基转化为一氧化碳和氢气的反应、过渡金属催化脱羟甲基转化为甲醛的反应、无过渡金属脱羟甲基转化为甲酸和水的反应.主要从反应体系、适用范围、反应机理等方面阐述了伯醇的脱羟甲基反应的研究进展.     

CuBTC在苯甲醇需氧氧化反应中的催化性能

CuBTC(BTC:1,3,5-均苯三酸)作为一种高效、可重复利用的非均相催化剂,在催化领域有着重要的应用。论文主要研究了在Cu-TEMOP体系下,CuBTC对苯甲醇的需氧氧化反应的催化效果。研究表明,在CuBTC的催化下,多种苯甲醇衍生物被有效的氧化成相应的醛,并且该催化体系有着较高的选择性,能高效氧化伯醇。与传统的均相铜盐催化剂相比,Cu(II)能稳定的固定在CuBTC的刚性结构骨架中,并且催化活性不会降低。但是,羧酸类物质会使CuBTC催化剂中毒,所以CuBTC不适用于原料、产物或者副产物中存在羧酸的反应体系。     

预处理条件对Ag/SBA-15催化剂上甲苯催化氧化反应性能的影响

甲苯是一种典型的挥发性有机污染物.近年来,催化氧化法是一种广泛使用并具有开发潜力的有效去除挥发性有机污染物的方法,而贵金属催化剂一直是首选.介孔二氧化硅材料SBA-15具有规则孔道和较高的比表面积因而在催化领域中具有较大的应用潜力.本课题组已对一系列的SBA-15负载的纳米银催化剂的制备和低温催化氧化性能进行了研究,本文则通过研究不同预处理处理气氛对Ag/SBA-15催化剂结构以及甲苯催化氧化性能的系统研究,获得纳米银催化剂结构与甲苯催化氧化性能间的构效关系,对新催化剂的结构优化以及甲苯催化净化的低温催化剂开发具有重要的科学意义.研究表明,处理气氛明显影响了银物种和氧物种的状态,进而影响了催化剂的催化活性,先氧气(500℃)后氢气(300℃)处理的O500-H300催化剂对甲苯的反应活性明显优于在500℃氧气处理样品O500及氢气处理样品H500.由X-射线衍射和O2-程序升温脱附(TPD)可知,氧气500 oC处理使催化剂上形成大颗粒银粒子和氧化银粒子,以及大量次表层氧物种.氢气处理使催化剂形成较大的银粒子,由于未经过氧气处理,该催化剂上并没有次表层氧的生成.先氧气处理再氢气处理后催化剂上形成高分散的小粒径银粒子以及次表层氧物种,这表明低温氢气处理可以降低银粒子的尺寸并使催化剂上的银粒子得到再分散,同时不会影响次表层氧物种的形成.从催化剂的甲苯吸附和TPD实验中看出,大尺寸银粒子对甲苯具有较强的吸附性能,从而有利于甲苯在低温的催化氧化,但是在高温反应中没有优势;小尺寸银粒子虽然对甲苯的吸附能力不强,但是对分子氧有较好的吸附作用,进而增强自身与甲苯的相互作用,而且也促进了分子氧的活化,预处理中形成的次表层氧有效增强了甲苯和银粒子的相互作用,因此,先氧气后氢气处理的O500-H300样品在反应中显示出最好的甲苯催化活性.     

预处理条件对Ag/SBA-15催化剂上甲苯催化氧化反应性能的影响（英文）

甲苯是一种典型的挥发性有机污染物.近年来,催化氧化法是一种广泛使用并具有开发潜力的有效去除挥发性有机污染物的方法,而贵金属催化剂一直是首选.介孔二氧化硅材料SBA-15具有规则孔道和较高的比表面积因而在催化领域中具有较大的应用潜力.本课题组已对一系列的SBA-15负载的纳米银催化剂的制备和低温催化氧化性能进行了研究,本文则通过研究不同预处理处理气氛对Ag/SBA-15催化剂结构以及甲苯催化氧化性能的系统研究,获得纳米银催化剂结构与甲苯催化氧化性能间的构效关系,对新催化剂的结构优化以及甲苯催化净化的低温催化剂开发具有重要的科学意义.研究表明,处理气氛明显影响了银物种和氧物种的状态,进而影响了催化剂的催化活性,先氧气(500°C)后氢气(300°C)处理的O500-H300催化剂对甲苯的反应活性明显优于在500°C氧气处理样品O500及氢气处理样品H500.由X-射线衍射和O2-程序升温脱附(TPD)可知,氧气500 oC处理使催化剂上形成大颗粒银粒子和氧化银粒子,以及大量次表层氧物种.氢气处理使催化剂形成较大的银粒子,由于未经过氧气处理,该催化剂上并没有次表层氧的生成.先氧气处理再氢气处理后催化剂上形成高分散的小粒径银粒子以及次表层氧物种,这表明低温氢气处理可以降低银粒子的尺寸并使催化剂上的银粒子得到再分散,同时不会影响次表层氧物种的形成.从催化剂的甲苯吸附和TPD实验中看出,大尺寸银粒子对甲苯具有较强的吸附性能,从而有利于甲苯在低温的催化氧化,但是在高温反应中没有优势;小尺寸银粒子虽然对甲苯的吸附能力不强,但是对分子氧有较好的吸附作用,进而增强自身与甲苯的相互作用,而且也促进了分子氧的活化,预处理中形成的次表层氧有效增强了甲苯和银粒子的相互作用,因此,先氧气后氢气处理的O500-H300样品在反应中显示出最好的甲苯催化活性.     

树枝状聚酰胺胺负载TEMPO的合成及其催化分子氧氧化醇的性能

以乙二胺和丙烯酸甲酯为原料,经过重复Michael和酯氨解反应,制备出二代(2.0 G)树枝状聚酰胺胺(PAMAM).PAMAM与2,2,6,6-四甲基哌啶酮氮氧自由基经缩合、还原将PAMAM与2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)键连,得到PAMAM负载的TEMPO(PAMAM-TEMPO).采用1H NMR、13C NMR以及FT-IR等手段对中间体及最终产物进行了表征.将PAMAM-TEMPO与CuBr2以及2,2-联吡啶结合构成催化体系,用于分子氧为氧化剂的醇的选择性氧化反应,结果表明该体系对苄基以及烯丙基伯醇的氧化显示出良好的催化活性和选择性.结果还证明,TEMPO的负载使氧化产物醛很容易与催化体系分离,而且催化剂可以循环使用.     

氧化铈的氧化还原性能对VOx/CeO2催化剂催化氯苯氧化性能的影响

分别采用尿素、氨水和碳酸钠作沉淀剂制备了三种具有不同氧化还原性能的氧化铈载体,并考察了这三种氧化铈载体负载氧化钒催化剂催化氧化消除氯苯的性能.三种氧化钒催化剂在300℃下对氯苯氧化的转换频率依次为4.9,1.6和0.8h-1.该结果表明氧化铈载体的氧化还原性质影响着负载氧化钒催化剂催化氧化消除氯苯的活性,V-O-Ce键中的氧物种在该催化氧化反应中起着重要作用.     

CuBTC在苯甲醇需氧氧化反应中的催化性能

Cu BTC(BTC:1,3,5-均苯三酸)作为一种高效、可重复利用的非均相催化剂,在催化领域有着重要的应用。本文主要研究了在Cu-TEMOP体系下,Cu BTC对苯甲醇的需氧氧化反应的催化效果。结果表明,在Cu BTC的催化下,多种苯甲醇衍生物被有效氧化成相应的醛,并且该催化体系有着较高的选择性,能高效氧化伯醇。与传统的均相铜盐催化剂相比,Cu(II)能稳定地固定在Cu BTC的刚性结构骨架中,并且催化活性不会降低。但是,羧酸类物质会使Cu BTC催化剂中毒,所以Cu BTC不适用于原料、产物或者副产物中存在羧酸的反应体系。     

钒磷氧合成条件对丁烷选择性氧化催化性能的影响

正丁烷氧化制备顺酐是低碳烷烃高值化利用的典型代表,钒磷氧(VPO)催化剂是该反应唯一的工业催化剂.通过调控有机相法合成过程中还原时间、回流时间和磷钒物质的量比3种实验参数,合成系列VPO催化剂,结合多种分析手段,探索合成条件对催化剂结构的影响规律,获得精细调控催化剂合成的方法和最优条件,催化正丁烷选择性氧化反应,转化率...     

反应控制相转移催化研究的进展

反应控制相转移催化是近年来发展起来的一类新的催化体系.该催化体系在反应过程中具有均相催化的本征,当反应结束后,催化剂发生相的变化而从反应介质中析出,从而可实现催化剂的分离和循环使用.本文就反应控制相转移催化原理及其在烯烃环氧化、醇氧化、烯烃断键氧化、苯羟基化、硒催化羰基化和酯化反应等方面应用的最新进展进行了综述.     

含超微氧化亚钴颗粒Beta分子筛的合成及其催化乙苯氧化性能（英文）

杂原子分子筛是指在硅铝分子筛或磷铝酸盐分子筛中含有骨架内或骨架外某种原子或其化合物的分子筛.这些杂原子可以是某些主族元素(如硼、锗、镓)或有变价特性的过渡金属元素(如钛、铁、钴、镍)等.将杂原子或其化合物通过浸渍、离子交换、水热晶化等方式引入沸石分子筛骨架中形成杂原子分子筛,往往可以改变沸石分子筛的骨架结构和理化性能,并赋予沸石分子筛新的催化反应性能.自1983年钛硅分子筛TS-1被发现能够高效催化烯烃环氧化以来,许多杂原子分子筛因其在催化烷烃类及芳烃类氧化、醛酮选择氧化及烯烃类环氧化等领域表现出的优良性能得到了广泛关注.目前,合成含不同杂原子的分子筛已成为分子筛材料开发的一个重要内容.分子筛的微孔孔道结构赋予了被引入其中作为催化中心的杂原子对反应物/产物分子独特的择形选择性;同时,分子筛骨架与杂原子之间往往存在化学键或空间限域作用,使得杂原子在高温高压等反应条件下依然保持高度的分散性,避免由于团聚导致活性降低.钴离子及含钴化合物在烷烃及芳烃类催化氧化反应中表现出很好的活性,能够利用分子氧实现对高碳烷烃及烷基苯的催化氧化.将钴离子及其化合物引入具有合适孔道结构的分子筛,可以提高催化反应的选择性.目前将对含钴分子筛的合成研究主要有后处理法及直接水热法.后处理法包括负载法及离子交换法,用于制备含有钴物种的硅铝分子筛;而直接水热法主要用于制备含有骨架钴的磷酸铝分子筛.目前为止,使用水热法合成含钴的分子筛材料的合成及其催化应用至今鲜有研究报导.这主要是由于传统的分子筛合成体系的高碱性环境会导致钴盐的沉淀,导致其无法被引入分子筛.我们通过优化合成条件,利用含氟体系直接水热法将钴引入Beta分子筛,得到含超微氧化亚钴团簇的Beta沸石分子筛.通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱、透射电子显微镜及H_2程序升温还原等表征手段对合成样品的物理化学性质进行了研究,并与使用浸渍、离子交换得到的含钴Beta沸石及水热合成得到的含钴AlPO-5分子筛的相关性质进行了对比.合成得到的含钴分子筛材料中,钴物种以亚纳米尺度的氧化亚钴颗粒形式存在.我们使用分子氧作为氧源,考察了该含超微氧化亚钴的Beta沸石作为催化剂催化乙苯氧化反应的活性.与浸渍、离子交换制得钴硅分子筛及含有骨架钴的磷酸铝分子筛材料相比,含超微氧化亚钴的Beta分子筛表现出更高的催化活性及对苯乙酮/醛的选择性.