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。     

相转移催化下醇类的选择性电氧化

在选择性氧化的研究中,Cr(Ⅵ)类选择性氧化剂都存在着需特殊制备、配体和溶剂昂贵等缺点。同时,相转移催化技术的使用,也使许多氧化剂有了较好的选择性,但对环境污染严重。间接电氧化虽没有用量大、污染严重的缺点,但没有选择性。为此,我们使用间接电氧化和相转移催化氧化联用的方法,克服了上述缺点。并用Cr(Ⅵ)/Cr(Ⅲ)为间接氧化还原体系对醇类的选择性氧化进行了探讨。结果发现,本实验条件下,苄醇类会选择性地氧化成相应的羰基化合物,且产率高,而非苄醇类的醇则达不到此目的。     

氮掺杂氧化石墨催化苄胺氧化

酰胺类化合物是重要的化工原料和生物医药合成的中间体,但其制备大部分需要使用贵金属催化剂,因此,发展廉价金属乃至非金属催化剂具有重大意义.本文使用化学气相沉积法合成了氮掺杂的层状氧化石墨材料,并将其应用于苄胺氧化反应中,实现了液相中酰胺合成的非金属催化过程.在水相中可以活化氧气较高产率地生成亚胺化合物N-苄亚甲基苄胺,并且成功实现了在氨水反应介质中高转化率和选择性地生成苯甲酰胺.此外,对反应中的影响因素进行了逐一研究,并从多方面探究了该反应中氨水的作用以及反应最可能的历程,提出了一条经过包括亚胺在内的多个中间产物的反应路径.本工作对于研究碳氢键的活化过程以及拓宽碳催化领域进行了有益的尝试.     

铜掺杂多孔氧化镍非均相催化材料的制备及催化氧化性能

采用离子交换法制备了铜掺杂多孔氧化镍(Copper-doped NiO)非均相催化材料;通过扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和热重分析对其形貌和结构进行了表征.结果表明, Copper-doped NiO呈均匀的片状花形结构分布,其晶体结构与NiO的晶体结构相同,Copper-doped Ni-MOF稳定性比Ni-MOF好.以苯甲醇催化氧化反应为探针反应,对Copper-doped NiO的催化性能进行测试,结果表明,苯甲醇的转化率高达99%,苯甲醛的选择性为99%,且该催化材料在循环5次后具有良好的循环稳定性.     

醇的催化氧化研究进展

从醇在金属催化剂作用下的催化氧化方面,较为详细的介绍了近年来在该研究领域内的研究进展,并指出了金属催化相对于非金属催化的优点.     

低成本硫掺杂多孔碳材料的制备及其超级电容性能

以廉价的胶态二氧化硅为模板,蔗糖为碳源,硫酸为预碳化试剂和硫源,通过硬模板法制备了相对廉价的硫掺杂多孔碳(SSC-T,T℃代表碳化温度)材料。采用多种表征方法对多孔碳材料的微观形貌、孔道结构、比表面积和表面硫物种进行了表征,探究了硫酸和碳化温度对多孔碳材料的微观形貌、孔道结构和比表面积的影响。结果表明,碳化温度对碳的孔结构、比表面积和硫元素的含量有显著的影响,其中900℃碳化得到的样品SSC-900具有最大的比表面积、孔体积和比电容,远高于未加入硫酸制备的碳材料SC-900,表明硫酸的加入可以提高碳材料的比表面积、孔体积,进而提高碳材料的比电容。与昂贵的有序介孔碳CMK-3相比,SSC-900具有成本更低、孔径更大和电容性能更好的优点。在以6.0 mol·L^-1 KOH为电解质的三电极体系中,在0.5 A·g^-1的电流密度下,SSC-900的比电容可以达到357 F·g^-1,而SC-900和CMK-3的比电容分别仅为152和266 F·g^-1。电容贡献分析表明,SSC-900的双层电容值和赝电容值均高于SC-900。此外,SSC-900在0.5 A·g^-1的电流密度下循环10 000次后仍能保持98.4%的初始比电容。     

低成本硫掺杂多孔碳材料的制备及其超级电容性能

以廉价的胶态二氧化硅为模板,蔗糖为碳源,硫酸为预碳化试剂和硫源,通过硬模板法制备了相对廉价的硫掺杂多孔碳(SSC-T,T℃代表碳化温度)材料。采用多种表征方法对多孔碳材料的微观形貌、孔道结构、比表面积和表面硫物种进行了表征,探究了硫酸和碳化温度对多孔碳材料的微观形貌、孔道结构和比表面积的影响。结果表明,碳化温度对碳的孔结构、比表面积和硫元素的含量有显著的影响,其中900℃碳化得到的样品SSC-900具有最大的比表面积、孔体积和比电容,远高于未加入硫酸制备的碳材料SC-900,表明硫酸的加入可以提高碳材料的比表面积、孔体积,进而提高碳材料的比电容。与昂贵的有序介孔碳CMK-3相比,SSC-900具有成本更低、孔径更大和电容性能更好的优点。在以6.0 mol·L^-1 KOH为电解质的三电极体系中,在0.5 A·g^-1的电流密度下,SSC-900的比电容可以达到357 F·g^-1,而SC-900和CMK-3的比电容分别仅为152和266 F·g^-1。电容贡献分析表明,SSC-900的双层电容值和赝电容值均高于SC-900。此外,SSC-900在0.5 A·g^-1的电流密度下循环10 000次后仍能保持98.4%的初始比电容。     

原子级分散Fe-N-C温和条件下选择性氧化催化特性

采用非溶液法制备了原子级分散的Fe-N-C催化剂,并用于硫醚和二级醇的选择性氧化.研究结果表明,这种原子级分散的Fe-N-C催化剂可在温和条件下选择性地将硫醚转化为亚砜,而不会产生过度氧化的砜.该工艺具有反应条件温和、反应速度快、收率高等优点;该催化剂对二级醇氧化制酮反应具有较高的催化活性,产率较高.作为一种非均相催化剂,Fe-N-C催化剂循环使用5次后活性未见显著下降;在实验结果和参考文献的基础上还提出了一种可能的自由基反应机理.     

多孔聚噻吩聚合物负载Cu-Cu2O纳米颗粒高效催化醇氧化

通过噻吩的氧化偶联反应,制得富含N、S杂原子的多孔有机聚合物PTPA。然后利用溶剂热法,合成了PTPA负载Cu-Cu₂O的复合材料Cu-Cu₂O/PTPA,并通过红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)等对其进行了全面表征。在30℃空气中的温和条件下,以2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)为助催化剂和N-甲基咪唑(NMI)为辅助配体,Cu-Cu₂O/PTPA对苄醇、烯丙醇及杂环醇表现出良好的选择性催化氧化性能。这归因于该材料富含N、S杂原子,Cu-Cu₂O/PTPA在催化苯甲醇氧化方面表现出优异的循环稳定性,重复使用9次后仍保持97%以上的产率。     

FePVAsMo杂多化合物膜催化低碳醇选择氧化反应的研究

用组合法合成HxFe01.7P1.1V1.1As0.44-1.1Mo2Oy杂多化合物，并将其以浸渍法负载于多孔钛片上制成催化剂膜，在自制膜式反应釜中选择性催化氧化低碳醇，探讨了As,Fe含量及不同膜焙烧温度对催化剂催化性能的影响；用TPR，IR，TG－DTA对杂多化合物进行表征。结果表明，Fe的引入，可大大提高催化剂的活性和反应的选择性；As的引入，使催化剂的氧化脱氢能力大幅提高；膜焙烧温度为400℃时，催化剂的活性，选择性与稳定性最佳。组成为HxFe0.84P1.1V1.1As0.75Mo12Oy的杂多化合物膜催化剂对低碳醇具有良好的催化氧化活性，稳定性及再生能力。在适宜的条件下催化乙醇氧化，乙醛收率可达95．2％，对丙醇，丁醇也有良好的催化活性。     

金属卟啉催化烷烃选择性氧化反应的研究进展

金属卟啉作为一种仿生催化剂,能够实现在温和条件下对分子氧的催化活化,在催化烷烃氧化反应中显现出巨大的潜力.本文总结了金属卟啉结构对烷烃选择性氧化结果的影响,并介绍了近期金属卟啉催化剂应用于烷烃氧化反应的研究进展,最后探讨了金属卟啉催化剂在催化烷烃选择性氧化反应中存在的问题及发展前景.     

过渡金属催化醇氧化反应的研究进展

氧化醇为相应的羰基化合物在有机化学基础研究及其工业应用中占有非常重要的地位.在众多关于醇氧化反应的研究中,如何使用对环境友好的氧化剂替代传统的氧化剂,选择具有高性能、廉价、清洁、可回收的催化剂,一直是化学工作者研究的一个热点.综述了近年来该研究领域中的一些重要过渡金属催化体系,并简要介绍了各类催化氧化体系的催化效果.     

电催化醇选择性氧化为醛酮的研究进展

醇选择性氧化为相应的羰基化合物是有机化学中最常用的生成羰基化合物的反应,电催化氧化具有反应条件温和、环境友好等优点,是一种非常有前途的醇催化氧化绿色生产工艺.我们综述了直接和间接电催化氧化反应的方法,并对各类体系的催化效果进行了简要介绍.     

离子液体中氧化锰八面体分子筛催化醇的氧化

按文献方法制备了3种八面体MnO6分子筛催化剂K-OMS-2、H-K-OMS-2和Cu-OMS-2,用SEM和XRD测试技术表征了它们的结构和组成。 考察了这3种催化剂对用氧气选择性氧化醇为相应的醛或酮的催化作用,研究了采用不同OMS-2在离子液体[bmim]PF₆中反应时间和反应温度对催化反应的影响。 其中H-K-OMS-2对苄醇和烯丙醇氧化的转化率和选择性均超过90%。 催化剂和离子液体可分别用萃取法和减压蒸馏法从反应体系中回收,其中减压蒸馏法回收循环使用效果较好。     

多孔金属片载杂多化合物膜的催化性能

用组合化学法合成了Ｃｕ１．３Ａｓ０．３ＰＶＭｏ１１高元杂多化合物,并用红外和差热－热重分析技术进行了表征;将高元杂多化合物制成高分子催化膜,用于几种醇的选择性催化氧化反应,结果表明,高元杂多化合物膜具有优异的催化性能,更坦 步探索了多孔金属片载杂多化合物膜催化技术的应用。     

F改性CuNiAl水滑石选择性催化氧化甲苯生成苯甲醇

利用水滑石的"记忆效应"将F离子引到铜镍铝水滑石的层板上,并在甲苯的氧化反应中测试其催化性能,运用FTIR、X射线固体粉末衍射技术对其进行了表征,结果表明,引入F离子后的铜镍铝水滑石仍具有良好的层状结构,并表现出了优良的催化活性.在最佳反应条件下,甲苯的转化率最高可达8.4%,苯甲醇的选择性为81.4%.     

多孔碳材料的制备

多孔碳材料不仅具有碳材料化学稳定高、导电性好等优点,由于多孔结构的引入,还具有比表面积高、孔道结构丰富、孔径可调等特点,在催化、吸附和电化学储能等方面都得到了广泛的应用。本文综述了微孔、介孔、大孔及多级孔碳等多孔碳材料的最新研究进展,重点介绍了多孔碳孔道结构的调控,并对多孔碳材料的应用进行了展望。     

Oxidation of Organic Compounds by Sulfonated Porous Carbon and Hydrogen Peroxide

 The oxidation of organic compounds by sulfonated porous carbon and H2O2 was studied at room temperature. Alkyl and aryl sulfides were oxidized to the corresponding sulfoxides or sulfones in excellent yields. Secondary alcohols were also converted to the corresponding esters/lactones and aldehydes to methyl esters in good yields. Moreover, aliphatic tertiary amines and substituted pyridines were oxidized to N-oxides.