离子液体功能化手性salen Mn(Ⅲ)配合物不对称催化仲醇氧化动力学拆分反应

采用共价键联法,将亲水性咪唑类离子液体结构引入手性salen Mn(Ⅲ)配合物的C5位,制备了离子液体功能化手性salen Mn(Ⅲ)配合物.傅里叶变换红外光谱、紫外光谱和旋光分析等结果表明,咪唑类离子液体结构已嫁接到手性salen Mn(Ⅲ)配合物结构中,且嫁接过程未破坏催化活性中心.在以PhI(OAc)2为氧化剂,H2O/CH2Cl2为溶剂的(+/-)-α-甲基苯甲醇不对称氧化动力学拆分反应中,该催化剂表现出比传统手性salen Mn(Ⅲ)催化剂更高的催化活性,仲醇的转化率达到63%以上,对映选择性为99%,拆分效率为18.3%.可通过调变溶剂实现催化剂的分离并重复使用3次以上.实验结果表明,亲水性咪唑离子液体可改善水相反应传质问题且有利于稳定催化活性中间体,从而提高催化活性及稳定性.     

Cu-Zn-Zr/SBA-15介孔催化剂的制备及CO2加氢合成甲醇的催化性能

以具有骨架结构的SBA-15介孔分子筛为载体,采用浸渍法合成了具有高比表面积、不同金属氧化物含量的Cu-Zn-Zr介孔催化剂CZZx/SBA-15(x=0.3,0.4,0.5,0.6).采用N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、CO2吸附(CO2-TPD)和透射电子显微镜(TEM)等手段对样品进行了表征.在固定床反应器上评价了其CO2加氢合成甲醇的催化性能.实验结果表明,CZZx/SBA-15催化剂具有介孔结构,负载的Cu O,Zn O和Zr O2能够很好地分散在表面,并且负载氧化物晶粒尺寸不同.催化剂的铜比表面积SCu与甲醇催化活性呈近似线性关系,其中CZZ0.4/SBA-15催化剂表现出最大甲醇选择性(54.32%),与CZZ相比,甲醇选择性增加24.85%.随着金属氧化物负载量的增大,催化剂比表面积和SCu明显减小,甲醇选择性与收率也相应减小,负载型CZZx/SBA-15催化剂表面结构对CO2加氢合成甲醇反应活性起关键作用.     

SBA-15固载磷钨酸催化剂的制备及催化性能

以SBA-15和氨基功能改性的SBA-15／NH2为载体,采用浸渍法制备了固载磷钨酸催化剂,通过FT—IR光谱,Raman光谱,XRD衍射分析,N2-吸附脱附实验,TEM和NH3-TPD等手段对催化剂进行表征．结果表明,磷钨酸在两种载体上均保持Keggin结构,载体的介孔结构没有明显破坏．在高固载量情况下,磷钨酸在SBA-15载体上发生晶相聚集,介孔孔道发生堵塞使比表面积、孔容和孔径明显减小．在SBA-15／NH2载体上,磷钨酸与载体发生酸碱作用,能够均匀分散于SBA-15／NH2的孔道中,但催化剂酸性有所降低．考察了相同固载量的两种催化剂对苹果酯合成反应的催化活性,结果表明,以SBA-15／NH2为载体的催化剂具有良好的重复使用性能．     

H5PMo10V2O40/SBA-15催化剂的制备及其催化性能

以Keggin型杂多酸H5PMo10V2O40为主体,SBA-15介孔分子筛为载体,利用溶胶-凝胶法制备了不同负载量的H5PM10V2O40/SBA-15负载型催化剂,通过XRD、FTIR、TEM、H2-TPR和N2吸脱附法对样品进行了分析和表征,并将制得的负载型催化剂应用于苯氧化苯酚的反应中,研究了不同条件(温度、时间和催化剂用量等)下的催化性能.研究结果表明:H5PMo10V2O40杂多酸能均匀地分散于SBA-15孔道中且SBA-15的六方介孔结构并未发生改变:较好地解决了活性组分大量溶脱的问题;与H5PMo10V2O40杂多酸相比,H5PMo10V2O40/SBA-15催化剂在苯氧化为苯酚的反应中具有更高的转化率和更好的选择性,当反应温度为70℃,催化剂的使用量为0.25 g,反应时间为2 h和H5PMo10V2O40负载量为60%时苯酚的选择性达到了82.53%.     

基于多金属氧酸盐的介孔离子催化剂催化苯一步氧化制苯酚（英文）

苯酚是一种重要的有机化工原料,工业上主要采用合成路线长、原子利用率低、能耗高、环境污染严重的异丙苯法生产.当前,随着绿色化学的普及,H_2O_2催化苯一步氧化制苯酚受到越来越多的关注.在研究的众多催化剂中,钒取代杂多酸被认为是该反应最有效的催化剂之一.然而,纯杂多酸易溶于H_2O_2催化的苯羟基化反应体系,导致污染严重、后处理和分离困难.为了获得可回收的固体杂多酸催化剂,通常将其负载于多孔载体上,但这种方法常伴随着活性组分易溶脱,反应速率慢等缺点.因此,在H_2O_2催化苯一步氧化制苯酚体系中获得高效、可重复使用的杂多酸基固体催化剂仍然是一个挑战.采用有机单元修饰杂多酸是制备杂多酸基固体催化剂的有效方法.研究表明,有机基团的引入可以有效调控杂多酸的溶解性和氧化还原性.另一方面,催化剂中的疏水微环境也能有效促进非极性底物与催化活性中心的相互作用,提高反应速率,改善催化活性.因此,我们通过离子交换法将对二甲苯型双核咪唑离子液体阳离子与含钒杂多阴离子结合,研究制备了一种具有疏水微环境的介孔杂多酸基离子固体催化剂.采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、N2吸附-脱附和CHN元素分析等表征手段对催化剂进行全面分析.结果表明,该催化剂是一种具有较高比表面积的半无定形疏水有机杂多酸盐.在H_2O_2催化的苯一步氧化制苯酚反应中引导了液-固两相催化体系,在反应时间1 h,反应温度70 oC,苯酚产率可达到28.9%,与均相纯杂多酸的催化活性基本相当,且催化剂重复使用性能良好.催化剂构效关系和反应动力学研究表明,高比表面积和疏水微环境的构建加快了苯与催化活性中心的相互作用,提高了催化反应速率和产物选择性.同时,咪唑基离子液体阳离子通过分子内的电子相互作用改善了杂多阴离子的氧化还原能力,也赋予固体催化剂更高的催化活性.该研究为H_2O_2催化苯一步氧化制苯酚反应提供了一种制备简单,经济高效,可重复使用的杂多酸基固体催化剂.     

介孔硅担载磷钨杂多酸催化剂的制备及其对环戊烯氧化反应的催化性能

采用离子交换法将Keggin型12-磷钨杂多酸负载到表面胺基化的介孔SBA-15分子筛上,并利用X射线衍射、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和热重分析等手段对催化剂进行了表征.结果表明,所制备催化剂具有SBA-15分子筛的有序六方孔道结构,负载后的磷钨杂多酸的Keggin结构未遭到破坏,所制备催化剂...     

Ag/SBA-15低温气相选择性催化氧化苯甲醇合成苯甲醛

以SBA-15为载体,采用浸渍法制备了不同Ag含量的Ag/SBA-15,通过N₂吸附-脱附、X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体质谱对催化剂进行了表征。将Ag/SBA-15用于苯甲醇气相选择性催化氧化合成苯甲醛,研究了反应条件对转化率和选择性的影响。结果表明,Ag/SBA-15具有均一的一维孔道结构、较厚的孔壁（3-5 nm）及较大的比表面积（411-541 m²/g）,其规整纳米空间的限域作用使一定负载量的Ag以纳米尺寸均匀分散于介孔SBA-15孔道内,增加了活性组分的比表面积。亲核性氧物种从Ag到SBA-15表面的氧溢流,提高了低温下Ag/SBA-15对苯甲醇气相选择性氧化合成苯甲醛的催化性能。5.3% Ag/SBA-15中的Ag粒径为5-6 nm,且均匀分散于载体孔道中,反应温度为220℃时,苯甲醇转化率为87%,苯甲醛选择性为95%;240℃时,苯甲醇转化率和苯甲醛选择性分别高达94%和97%;并在240-300℃范围内,其催化活性和选择性保持不变,表现出了良好的温度耐受能力。催化剂经活化再生可以连续使用40 h,选择性基本保持不变。     

Ag/SBA-15低温气相选择性催化氧化苯甲醇合成苯甲醛（英文）

以SBA-15为载体,采用浸渍法制备了不同Ag含量的Ag/SBA-15,通过N2吸附-脱附、X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体质谱对催化剂进行了表征.将Ag/SBA-15用于苯甲醇气相选择性催化氧化合成苯甲醛,研究了反应条件对转化率和选择性的影响.结果表明,Ag/SBA-15具有均一的一维孔道结构、较厚的孔壁(3–5 nm)及较大的比表面积(411–541 m2/g),其规整纳米空间的限域作用使一定负载量的Ag以纳米尺寸均匀分散于介孔SBA-15孔道内,增加了活性组分的比表面积.亲核性氧物种从Ag到SBA-15表面的氧溢流,提高了低温下Ag/SBA-15对苯甲醇气相选择性氧化合成苯甲醛的催化性能.5.3%Ag/SBA-15中的Ag粒径为5–6 nm,且均匀分散于载体孔道中,反应温度为220°C时,苯甲醇转化率为87%,苯甲醛选择性为95%;240°C时,苯甲醇转化率和苯甲醛选择性分别高达94%和97%;并在240–300°C范围内,其催化活性和选择性保持不变,表现出了良好的温度耐受能力.催化剂经活化再生可以连续使用40 h,选择性基本保持不变.     

负载型离子液体催化芳香烯和甲醛的Prins缩合反应

采用溶胶凝胶法制备了一系列硅胶负载型离子液体催化剂(IL/sg),并成功应用于甲醛与苯乙烯及其衍生物的Prins反应中.利用红外光谱(FT-IR)、元素分析(EA)和氮气吸附-脱附等对催化剂结构进行了表征.研究表明,磺酸功能化离子液体1-甲基-3-丁磺酸基咪唑硫酸氢盐固载得到的负载型催化剂(Bs MIm HSO4/sg)表现出最佳的催化活性.在催化剂投料量为烯烃的3%,甲醛与烯烃摩尔比为4∶1,80℃下反应8 h,苯乙烯转化率达到了100%,产物选择性为90%.催化剂经简单的过滤分离后重复使用5次,仍保持良好的催化活性.此外,该催化体系具有较好的底物适用性.     

疏水性Cosalen/SBA-15的制备及在甲苯选择性氧化中的应用

以介孔分子筛SBA-15为载体, 先采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)进行氨基硅烷化修饰, 然后经甲基三乙氧基硅烷(MTES)疏水修饰后固载双水杨醛缩乙二胺合钴配合物(Cosalen). 采用傅里叶变换红外光谱、 紫外-可见漫反射光谱、 X射线光电子能谱、 元素分析、 等离子体发射光谱、 X射线衍射和氮气物理吸附等手段对制备的固载型催化剂Cosalen/SBA-15进行了物相结构和修饰程度的表征, 并考察了样品对甲苯、 苯甲醛和苯甲醇的吸附性能及在甲苯液相氧化反应中的催化性能. 结果表明, 固载型催化剂Cosalen/SBA-15的介孔结构和孔道有序性保持良好, Cosalen通过与氨基配位固载在修饰后的载体SBA-15上, 且高度分散, 氨基硅烷化和甲基修饰明显增强了其表面疏水性能, 对苯甲醛和苯甲醇的吸附量降低. 疏水性Cosalen/SBA-15协同N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)催化甲苯液相分子氧氧化反应, 无溶剂体系在130 ℃下反应2 h, 甲苯转化率达到16.0%, 产物中苯甲醛和苯甲醇的总选择性为32.0%, 在一定程度上抑制了极性产物深度氧化为苯甲酸. 高温不利于苯甲醛和苯甲醇选择性的提高, 降低温度至110 ℃, 甲苯转化率达到12.9%时, 苯甲醛和苯甲醇的总选择性提高到43.9%.     

多金属氧酸盐催化苯甲醇的选择性氧化：一个绿色可循环的高效催化氧化体系

以Keggin结构的几类杂多酸和三乙胺（TEA）为原料,通过简单的酸碱反应合成了相应杂多酸的TEA盐。 并以它们作为催化剂,30％H2O2作氧化剂,在不使用长链相转移剂的条件下,研究了它们催化苯甲醇选择氧化制备苯甲醛的反应性能。 结果表明,该类催化剂在苯甲醇的选择氧化反应中具有比相应杂多酸更高的催化活性或选择性。 其中[TEAH]H2PW12O40为最佳催化剂,在适宜的反应条件下,该催化剂上苯甲醇转化率可达99.5％以上,苯甲醛选择性达~100％。 催化剂可以被分离和循环使用多次,活性、选择性基本不变。 用水作溶剂,避免了有机溶剂的使用,是一个高效、绿色的苯甲醛选择氧化体系。     

磷钨反应控制相转移催化剂的制备及表征

制备了三缺位Keggin型反应控制相转移催化剂[C7H7(CH3)3N]9PW9O34(记为Q9PW9),利用FT-IR、31P NMR、XRD和TG对催化剂进行了表征,并确定了反应的催化活性中心。 分析结果表明,催化剂Q9PW9在反应后其结构仍然得到了很好的保持,反应中形成的[C7H7(CH3)3N]9PW9O34 (O2)x活性中心使催化剂具有反应控制相转移功能。以H2O2水溶液为氧化剂,在氧化苯甲醇制备苯甲醛反应中,发现该催化剂具有良好的催化活性。当H2O2与苯甲醇的物质的量比为0.9时,苯甲醇的转化率为86.2%,苯甲醛的选择性≥99%。反应结束后催化剂以沉淀的形式析出,催化剂的回收率保持在86%左右。将催化剂循环使用三次,苯甲醇的转化率和催化剂的回收率均无明显变化,说明Q9PW9具有良好的稳定性。     

12-Tungstophosphates I-mmobilized on Chemically Modified Mesoporous Silica SBA-15

A functionalized material. PW/SBA-15m, was prepared successfully in diluted H2SO4 aqueous solutions by immobilizing 12-tungstophosphates on chemically modified mesoporous silica SBA-15 and characterized by elemental analysis, FTIR, ^31p MAS NMR, XRD and TEM. The results indicate that the framework of SBA-15 and the Keggin structure of PW12O40^3- were retained, and that 23%-33% (mass fraction) of PW12O40^3- wasimmobilized; the PW12O40^3- anions were finely dispersed on the pore wall of SBA-15. Having been leached in ethanol at 60 ℃ for 7 h, the loss of PW12O40^3- anions was not found.     

A green solid acid catalyst 12-tungstophosphoric acid H3[PW12O40] supported on g-C3N4 for synthesis of quinoxalines

Research on Chemical Intermediates - A green Keggin-type heteropoly-12-tungstophosphoric acid, (H3[PW12O40].12H2O) supported on graphitic carbon nitride g-C3N4 (HPW/g-C3N4-40), was developed for...     

Epoxidation of olefins with hydrogen peroxide catalyzed by a reusable lacunary-type phosphotungstate catalyst

Olefins and allylic alcohols have been epoxidized with commercially available hydrogen peroxide (30% H2O2) using a phase transfer catalyst,composed of cetyltrimethylammonium cations and a lacunary-type phosphotungstate anion [PW11O39]7-or the complete Keggin-type heteropolyanion [PW12O40]3-,under two-phase conditions using ethyl acetate as the solvent. It was found that the lacunary-type catalyst showed higher activity and better recyclability than the complete Keggin-type catalyst under the same reaction c...     

用于合成新型1,3,5-三芳基吡唑啉衍生物的磷钨酸铯盐的纳米塑形、模板合成及结构研究(英文)

The elimination of the silica matrix of composites by HF occurred by a two-step reaction deposition of a Cs2.5H0.5PW12O40(CsHPW) salt nanocrystal.We used 2D hexagonal SBA-15 silica as a template for the nanofabrication of CsHPW nanoparticles.Nanocast CsHPW materials are stable against leaching and colloidization in polar solvents.The catalytic performance of the nanocast CsHPW materi-als exceeded that of bulk Cs2.5H0.5PW12O40,which is the most active among the acidic HPW salts.A series of novel 1,3,5-triaryl-pyrazoline derivatives were synthesized by the reaction between chalcone and phenylhydrazine in high yield in the presence of CsHPW salt nanocrystals.     

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.     

HPW改性Hβ分子筛催化甲苯和叔丁醇烷基化反应的性能

PTBT是一种十分重要的有机材料,但传统制备工艺存在能耗较高,工艺复杂,环境污染严重等诸多问题.为解决上述问题,人们提出甲苯和叔丁醇直接一步合成PTBT来代替传统的合成工艺.甲苯和叔丁醇原料来源丰富,用酸性分子筛等催化剂催化甲苯和叔丁醇烷基化反应合成PTBT不但能节约成本,简化分离和提纯工艺,还能防止环境污染和设备腐蚀.但催化剂的活性低、稳定性差制约了该反应的工业化进程.甲苯和叔丁醇侧链烷基化反应历程复杂,需要催化剂的酸性和孔道结构的协同作用,因此设计催化活性高、选择性好、稳定性强的催化剂是一项十分具有挑战的研究课题.我们采用浸渍法成功制备了H3PW12O40改性Hβ分子筛催化剂(HPW/Hβ),并采用XRD,SEM,TEM,ICP,FT-IR,BET,NH3-TPD和Py-IR等手段对分子筛催化剂样品进行了表征,并以甲苯和叔丁醇烷基化反应为探针反应,研究了HPW/Hβ分子筛催化剂的催化性能.由SEM分析可知,HPW/Hβ分子筛催化剂的形貌与Hβ并无明显差异,形状规整,粒度均匀,晶体形貌较好,表明HPW的引入对Hβ颗粒结构无明显影响.由XRD分析可知,与未改性Hβ分子筛相比,HPW/Hβ样品的出峰位置和峰形基本保持一致,表明HPW在Hβ表面呈均匀分散状态,但负载HPW后Hβ结晶度略有下降.由TEM分析可知,负载HPW后的Hβ分子筛依然保持规整的三维立方孔道结构,且孔径均一,表明负载HPW后的Hβ分子筛的骨架结构没有被破坏,黑色阴影部分或者斑点即为夹心型杂多酸阴离子在分子筛Hβ上的固载位.由FT-IR分析可知,HPW和Hβ之间存在键合作用,部分HPW已成功分散到Hβ骨架表面上.由BET分析可知,和Hβ原粉相比较,HPW/Hβ的比表面积、孔容、孔径均有所下降,BET比表面积从492.5下降到379.6 m2/g,而孔径从3.90下降至3.17 nm.这是因为HPW对分子筛孔道具有修饰作用,使分子筛的孔径有所降低.由NH3-TPD和Py-IR酸性表征可知,负载HPW能有效增加Hβ沸石分子筛的酸量,尤其是B酸量.未改性Hβ的B酸含量为84.23μmol/g,而HPW/Hβ的B酸含量为142.97μmol/g,增加了69.74%.由酸性表征可知,Hβ的总酸量小,B酸含量低,因而催化活性弱,甲苯转化率仅为54.0%.另外,Hβ分子筛的12元环直通道的孔道开口尺寸为0.66 nm×0.67 nm,PTBT(动力学直径0.58 nm)和MTBT(动力学直径0.65 nm)都能够从其孔道中扩散出来,因而分子筛孔道的择形作用对产物的选择性作用较小,PTBT的选择性(69.6%)较低.负载HPW能有效增加Hβ分子筛的总酸量,尤其是B酸量,而B酸量增加,有利于反应中正碳离子生成,因而增加催化活性.另外,HPW改性还能提高PTBT的选择性,这是因为HPW对分子筛孔道具有修饰作用,使分子筛的孔径有所降低.而适量减小的孔径使得分子筛的择形作用大大增加,体积较小的PTBT能从孔道中扩散出来,而体积较大的MTBT,由于空间位阻的作用,很难从其中扩散出来,从而增加了对位选择性.通过对HPW/Hβ催化甲苯和叔丁醇烷基化反应工艺条件进行考察,确定了适宜的反应条件:环己烷60 mL,催化剂1.0g,n(叔丁醇)/n(甲苯)=3/1,反应温度180℃,反应时间4 h.此条件下甲苯转化率为73.1%,PTBT的选择性为80.8%.