吡啶-2-甲醛共价接枝UiO-66-NH2负载铁系催化剂的合成及催化乙烯齐聚性能

以金属有机骨架UiO-66-NH2和吡啶-2-甲醛为原料,经后合成修饰法,合成出吡啶-2-甲醛共价接枝UiO-66-NH2配体,然后利用吡啶-2-甲醛作为桥联基将FeCl2负载到UiO-66-NH2上,制备出一种新型吡啶-2-甲醛共价接枝UiO-66-NH2负载铁系催化剂。傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体质谱(ICP)和氮气吸附-脱附等分析方法证实合成出产物的结构与理论设计的结构相符。在合成与表征的基础上,对其催化乙烯齐聚性能进行研究。实验结果表明,随反应温度和Al/Fe摩尔比升高,催化活性先升高后降低,丁烯选择性升高;随乙烯压力增加,催化活性持续升高,丁烯选择性降低。最佳反应条件下,该催化剂的活性可达6.43×104 g·(mol Fe·h)-1,丁烯的选择性高达91.01%以上。     

杂质对金属-有机骨架材料分离烟道气性能影响的分子模拟研究

采用分子模拟方法系统研究了杂质(水、O2和SO2)对5种金属-有机骨架材料(ZIF-8,NOTT-300,UiO-66(Zr),UiO-66-NH2和UiO-66-2COOH)的烟道气分离性能的影响,并探讨了其微观机理.结果表明,O2和SO2对这些材料的CO2/N2分离选择性影响不大;水对ZIF-8和UiO-66(Zr)的分离选择性影响不大,而对NOTT-300和UiO-66-NH2的分离选择性具有提升作用;UiO-66-2COOH对CO2的选择性有所降低.在干燥的环境下,UiO-66-2COOH的选择性最高,而在湿润的环境下,UiO-66-NH2的选择性最高.为捕获CO2的新型材料设计提供理论指导.     

N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2复合材料的协同效应及其光催化降解阳离子型染料

半导体光催化剂作为一种可再生和可持续降解有机污染物的材料被广泛研究.K2Ti4O9由于无毒、低成本、稳定的物理化学性质和独特的光电性能被应用于光催化反应.但是,K2Ti4O9只能被紫外光所激发(因为其带隙能为3.2-3.4 eV),所以大量工作致力于研究如何降低其带隙能,从而使其可以被太阳光中的可见光激发,扩大其应用范围.其中N元素掺杂K2Ti4O9 (N-K2Ti4O9)是最常见的方法之一.单纯的N-K2Ti4O9虽然具有光催化能力,但其吸附容量太小,不能有效地将溶液中的有机物吸附至其表面,因而催化降解有机物效果不显著.UiO-66-NH2是一种Zr基金属-有机骨架化合物,它对阳离子染料具有良好的吸附性能,且具有一些常规无机半导体光催化材料所没有的性质.本文将UiO-66-NH2和N-K2Ti4O9经高温焙烧制备了N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2复合材料,发现该复合材料不仅具有UiO-66-NH2优良的吸附性能,还因为复合提高了其光电性能,从而大大提高了光催化性能,当N-K2Ti4O9/ZrCl4质量比为3∶7时光催化性能最佳.为了考察N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2复合材料的微观形貌、复合结构及光生电子-空穴分离效率,首先通过场发射透射电镜分析N-K2Ti4O9,UiO-66-NH2和N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2(3∶7)复合材料的形貌,然后采用能量散射谱测定复合材料的元素分布,并利用N-K2Ti4O9和UiO-66-NH2中代表性元素K,Ti和Zr的分布判断复合材料的复合结构,最后运用高分辨电镜观察复合材料中N-K2Ti4O9和UiO-66-NH2的异质结界面,确定了两者是通过自组装复合在一起,而不是简单的物理混合.X射线衍射结果表明,复合材料具有N-K2Ti4O9和UiO-66-NH2两者的特征衍射峰,仅在强度和位置上略有变化.这可能是N-K2Ti4O9/UiO46-NH2异质结构所致.通过UiO-66-NH2和N-K2Ti4O9的紫外-可见吸收光谱,用公式计算出它们的带隙能分别是2.645和3.195 eV,与文献结果基本一致.由于光催化剂的光生载流子迁移速率同样影响光催化性能,因此我们在CHI-660D电化学工作站上控制光源反复开关数次,同时记录N-K2Ti4O9,UiO-66-NH2和N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2(3∶7)的光响应电流,发现N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2(3∶7)复合材料展现出最高的光响应电流强度,表明其具有最高的光生载流子迁移速率和最低的光生载流子复合速率.可见,N-K2Ti4O9和UiO-66-NH2复合有利于光生载流子迁移,这可能是由于N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2异质结界面有利于光生载流子在两种材料之间迁移所致.测试了N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2(3∶7)复合材料对不同染料的光催化降解性能.结果发现,该材料对阳离子型染料(罗丹明B和亚甲基蓝)的光催化性能远远高于对阴离子型染料(甲基橙和刚果红).这是由于它对阳离子型染料的吸附性能远高于对阴离子型染料,因此N-K2Ti4O9/UiO-66-NH2复合材料对阳离子型染料具有选择性光催化.     

核壳结构Fe3O4@UiO-66-NH2磁性纳米复合材料的合成及其催化Knoevenagel缩合反应性能

金属有机骨架(MOF)材料是由过渡金属离子与有机配体通过配位键连接构成的高度有序的超分子化合物.这类材料比表面积大,孔隙率高,热稳定性好,而且具有规整可调控的孔结构、易于功能化的骨架金属离子和有机配体,在多相催化领域具有潜在应用前景.将纳米尺寸的MOF材料等多孔材料作为催化剂,可以提高反应传质效率,从而提高催化反应活性,但纳米MOF催化剂的分离和回收困难.将磁性纳米粒子和MOF材料组装成核壳结构的磁性MOF材料,不仅可简化催化剂的分离回收,而且通过控制壳层材料的厚度可以实现催化剂的高活性和高选择性.我们曾将磁核Fe3O4纳米粒子交替放入含有一种MOF材料前体的DMF溶液中,采用层层组装法制备了磁性Fe3O4@UiO-66-NH2纳米复合材料.经过十步组装后的材料的透射电镜(TEM)结果证实为核壳结构.但未出现明显的UiO-66-NH2的X射线衍射(XRD)特征峰,说明壳层材料UiO-66-NH2的结晶度较低;同时由于其孔结构的破坏或堵塞,在反应中出现明显失活.本文进一步改进自组装方法制备了核壳结构的磁性Fe3O4@UiO-66-NH2纳米复合材料,用XRD、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、TEM、扫描电镜(SEM)和氮气吸附等方法对材料的组成和结构进行了表征,并考察了其在Knoevenagel缩合反应中的催化性能.结果表明,所制材料是以Fe3O4为核,以UiO-66-NH2为壳的核-壳结构材料.经三次组装后出现了一系列UiO-66-NH2的XRD特征峰,说明采用新方法制备的复合材料中壳层材料UiO-66-NH2结晶度高,晶体结构规整.N2吸附-脱附结果表明,材料具有较高的比表面积和孔容.该复合材料在Knoevenagel缩合反应中表现出与纳米UiO-66-NH2相当或更好的催化活性和选择性,而且因壳层材料的孔道限阈效应而对底物表现出尺寸选择性.由于材料结晶度和晶体结构规整度的提高,催化剂稳定性更好,通过简单磁性分离即可分离和回收催化剂,循环使用4次而未出现明显失活.相对于本课题组之前报道的Fe3O4@CuBTC-NH2,Fe3O4@IRMOF-3和Fe3O4@UiO-66-NH2材料,本文所制的Fe3O4@UiO-66-NH2是一类结构更加稳定的高效固体碱催化剂.     

全氟酰基合成后修饰UiO-66用于吸附有机污染物（英文）

以三氟乙酰基和五氟丙酰基为修饰官能团,通过合成后修饰(PSM)的方法对金属-有机骨架(MOFs)改性,得到疏水骨架材料(UiO-66-F1和UiO-66-F2)。2个骨架材料均显示出亲油性,这说明它们是油性溶剂潜在的吸附材料。修饰后MOFs材料的结晶性、稳定性和多孔性较UiO-66-NH2仅有微小降低。UiO-66-F1和Ui O-66-F2的Brunauer-Emmett-Teller (BET)比表面积分别为810和610 m2·g-1。骨架材料因其合适的孔大小和疏水微环境,更容易吸附水中的有机污染物。此外,改性后材料对多种有机溶剂的吸附量显著提升,在经过10次的循环吸附后吸附量没有明显降低,具有出色的循环稳定性。     

一种新型多吡啶钌配合物的合成及其太阳光谱响应特性

以二茂铁和2-吡啶甲酰胺为原料,经偶联、氧化、溴乙酰化及环合反应制备了一种新型的二茂铁噻唑衍生物4-二茂铁-2-(2-吡啶)基噻唑(2-FPT);以2-FPT为第一配体,2,2'-联吡啶-4,4'-二甲酸(dcbpy)为第二配体,与二异苯丙基氯化钌进行配位,合成了一种新型的光敏化染料Ru(dcbpy)2(2-FPT)(...     

3,6-二氯-2-氨基吡啶合成新方法

本文报道了3,6-二氯-2-氨基吡啶的两种新合成方法。第一种方法:以3,6-二氯-2-吡啶甲酸为原料,经过酰氯、酰胺中间体,再霍夫曼降解得到3,6-二氯-2-氨基吡啶;第二种方法:以戊二酰亚胺为原料,采用三氯氧磷进行氯化反应,合成中间体2,3,6-三氯吡啶,经过氨化反应得到3,6-二氯-2-氨基吡啶。并对两种合成方法进行了简单对比。最后以合成的3,6-二氯-2-氨基吡啶为原料进一步合成了3,6-二氯-2-氟吡啶。     

2,6-吡啶二亚胺基锰(Ⅲ)配合物的合成、晶体结构及催化性能

由三齿含氮配体2,6-二[1-(2,6-二甲基苯基亚胺)乙基]吡啶(L1)、2,6-二[1-(2,6-二乙基苯基亚胺)乙基]吡啶(L2)和2,6-二[1-(2,4,6-三甲基苯基亚胺)乙基]吡啶(L3)分别与MnCl2·4H2O在乙腈中反应,合成了3个新的具有较大空间位阻的2,6-吡啶二亚胺基氯化锰配合物L1Mn(Ⅱ)...     

MOF基Pd单位点催化CO酯化制碳酸二甲酯

碳酸二甲酯(DMC)是一种重要的工业产品, 被广泛应用于制备锂离子电池溶剂和聚碳酸酯等化工产品. 一氧化碳(CO)酯化反应制DMC是一种新型的碳一技术路线, 具有成本低、反应效率高和安全等优势, 近年来引起了广泛的研究兴趣. 许多研究表明, Pd单位点催化剂(Pd SSCs)可以催化该反应高选择性合成DMC, 却易被反应物CO还原成Pd纳米颗粒, 从而导致DMC选择性快速下降. 因此, 设计合成稳定的Pd SSCs显得尤为重要. 通常, 研究人员通过增加Pd原子与载体之间的相互作用来稳定催化剂. 在各种载体中, 金属有机框架材料(MOFs)由于具有比表面积大、稳定性好、可修饰性强等特点, 是稳定单金属位点的理想载体. 选择自身较为稳定且易修饰的UiO-66-NH₂作为载体, 采用后合成修饰的方法将吡啶-2-甲醛引入UiO-66-NH₂的孔中. 吡啶-2-甲醛通过与氨基进行反应连接在UiO-66-NH₂的框架上, 进而创造了相近的双氮原子位点共同鳌合Pd原子, 记为Pd^II-UiO-66-X%. 该催化剂在反应中, 展现出极高的DMC选择性, 同时也具备良好的催化稳定性, 在70 h的连续评价中, 依旧能够保持85%以上的DMC选择性. 该工作这一发现对构筑稳定Pd SSCs高选择性催化合成DMC提供了新思路.     

新型吡唑啉酮稀土配合物的合成及荧光性能

通过分子设计,以吡啶-2,6-二甲酸为起始原料,合成了一种新型双吡唑啉酮吡啶配体:2,6-二(1-苯基4-乙氧羰基-5-吡唑啉酮-3-基)吡啶(H2L)。配体与稀土Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)离子成功螯合形成配合物。配体和配合物经FT-IR,1H NMR和元素分析进行表征,并确定配合物组成为RE2L3.4H2O。对配合物的紫外吸收和光致发光性能进行了检测,结果显示Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)离子能够有效地被有机配体敏化,发射出高亮、半峰宽狭窄的单色光。研究表明目标配合物能够成为优秀的发光材料。     

树枝状吡啶亚胺铬催化剂的合成及其催化性能研究

以1. 0代聚酰胺-胺树枝状大分子为配体骨架、吡啶二甲醛为原料,合成了一种新型树枝状吡啶亚胺(DPI)配体,再以CrCl_3·6H_2O为络合试剂,制备DPI-Cr催化剂。采用IR、UV-Vis、MS、元素分析等确证了产物结构。考察溶剂种类、助催化剂种类、反应温度、乙烯压力以及Al/Cr摩尔比对DPI-Cr催化乙烯齐聚性能的影响。结果表明,DPI-Cr催化剂表现出良好的催化活性和烯烃选择性,优化反应条件下,催化效率可达4. 91×10~4g/mol Cr·h,C_6和C_8选择性为73. 90%。     

氟改性UiO-66固载钼基过氧化物催化氧化含硫化合物

采用预修饰方法对UiO-66进行配体官能团改性, 通过引入—F调控UiO-66的表面亲疏水性质; 其次, 通过引入—NH₂在UiO-66骨架上锚定MoO(O₂)₂. 接触角测试表明, 氟的引入有效地提高了载体表面的疏水性; 热重分析证明, 氟修饰的UiO-66骨架上存在更多配体缺失, 从而有效提高了整体MOF骨架的Lewis酸性. 以二苯并噻吩(DBT)氧化为氧化脱硫模型反应, 过氧化氢异丙苯(CHP)为氧化剂, 采用正交实验考察了反应温度、 氧硫比及催化剂用量对催化性能的影响, 其中氧硫比是影响DBT转化率的决定性因素. 经过氟改性后的催化剂经过5次催化反应循环后其催化活性未见明显变化, 且骨架仍保持稳定.     

UiO-66-NH2/wood的设计构筑及高效去除水中微量重金属离子性能

矿山开采、 金属冶炼、 新型金属材料的发展以及城市供水系统老化所造成的重金属(铅、 镉、 汞、 砷、 铬、 铜及锌等)污染问题已日趋严重. 传统的水处理方法很难有效地去除低浓度的重金属污染物. 本文以天然木材为载体, 采用溶剂热合成法, 在木材三维孔道中原位合成UiO-66-NH₂金属有机框架材料(MOFs)纳米颗粒, 制备了UiO-66-NH₂/wood复合膜材料. 该复合膜材料对去除水中微量重金属离子(Hg²⁺, Cu²⁺)表现出优异的性能. 当处理速率为1.1×10² L?m^-2?h^-1时, 该复合膜材料去除水中微量重金属离子的效率仍可达到90%以上, 且处理后水中重金属离子含量低于国家饮用水标准. 这可归因于木材本身独特的三维孔道结构, 在提高水通量的同时, 还可以增加水溶液中重金属离子与MOFs颗粒的接触机会, 以及孔道内均匀分布的UiO-66-NH₂ MOFs颗粒中的—NH₂可以与重金属离子通过配位作用相结合. 该UiO-66-NH₂/wood复合膜材料还具有良好的重复利用性, 在连续6次循环使用后其去除效率无明显变化, 有望进行实际应用.     

新型金属有机气凝胶的合成、 表征及气体吸附性能

利用高稳定性的UiO-66系列金属有机骨架多孔材料制备金属有机气凝胶材料, 制得的UiO-66系列金属有机气凝胶材料具有多级孔结构和较高的比表面积, 在气体吸附分离领域具有较大应用潜力. 气体吸附实验结果表明, UiO-66-NH₂金属有机气凝胶材料具有极佳的CO₂吸附性能和CO₂/CH₄分离性能, 通过理想吸附溶液理论计算得出其吸附选择性高达18.3.     

Programmable and Reversible Regulation of Catalytic Hemin@MOFs Activities with DNA Structures

Metal-organic frameworks(MOFs)-based nanozyme plays an important role in biosensing,therapy and catalysis.In this study,the effects of single-stranded DNA(ssDNA)with programmable sequences and its complementary DNA(Tdna)on the intrinsic peroxidase-like activity of hemin loaded MOFs(UiO-66-NH2),denoted as he-min@UiO-66-NH2,were investigated.The hemin@UiO-66-NH2 exhibited improved catalytic activity compared with free hemin.However,the catalytic activity is inhibited in the presence of ssDNA,as ssDNA can be adsorbed by MOFs and therefore protected the active sites from contact with substrates.Upon the addition of the TDNA,double-stranded DNA(dsDNA)was formed and detached from the MOFs,resulting in the recovery of catalytic activity.Sequentially adding ssDNA or its complementary DNA strands can achieve the reversible regulation of the catalytic activity of MOFs nanozymes.Moreover,the DNA hybridization-based regulation was further applied to a cascaded catalytic system composed of the nanozyme,hemin@UiO-66-NH2,and glucose oxidase.These nanozyme based programmable and reversibly regulated catalytic systems may have potential applications in future smart biosensing and catalysis systems.     

超支化双吡啶亚胺铬催化剂的合成及催化乙烯齐聚性能

以1.0代(G)超支化大分子(C₃₈H₅₁N₉O₂)为配体骨架,2-氯-4-甲基吡啶和CrCl₃(THF)₃为原料,依次经过取代和配合反应合成了一种超支化双吡啶亚胺配体及其铬催化剂。 利用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电喷雾电离质谱(ESI-MS)、核磁共振氢谱(¹H NMR)和元素分析等方法对其进行表征。 结果与理论设计预期一致。 考察了反应温度、乙烯压力、Al与Cr摩尔比(n(Al)/n(Cr))、溶剂及助催化剂种类等因素对催化剂催化乙烯齐聚性能的影响。 结果表明,以甲苯为溶剂,甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,当反应温度为45 ℃,乙烯压力为4 MPa,n(Al)/n(Cr)=300,催化剂用量为7 μmol时,活性可达1.32×10⁵ g/(mol(Cr)·h),C₆和C₈的选择性为59.30%。     

新型树枝状PNP铬催化剂的合成及催化性能

以1.0代聚酰胺-胺(PAMAM)为配体骨架,氯代二苯基膦为原料,通过取代反应合成了1种含有较大空间位阻的新型树枝状PNP配体,再以Cr Cl3(THF)3为络合试剂,通过络合反应合成树枝状PNP铬催化剂.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、核磁共振波谱(NMR)、电喷雾电离质谱(ESI-MS)和元素分析等手段证实合成的新型树枝状PNP配体及其铬催化剂的结构与理论设计的结构一致.以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,对乙烯齐聚反应进行了研究,考察了溶剂种类、反应温度、反应压力及Al/Cr摩尔比对该催化剂活性和选择性的影响.结果表明,以甲苯为溶剂,MAO为助催化剂,当反应温度为25℃,反应压力为0.9 MPa,Al/Cr摩尔比为500时,该催化剂的活性高达2.15×105g/(mol Cr·h),催化剂对乙烯三聚、四聚反应的选择性共达到36.76%.     

Nickel Complexes Based on Salicylaldehyde-imine Ligands: Synthesis,Characterization and Catalytic Oligomerization of Ethylene

A series of nickel complexes {NOON^R}Ni(A:R=Me; B:R=t-Bu; C:R=OMe) based on salicylaldehyde-imine ligands was synthesized through Schiff base condensation and metal complexation reaction. Upon activation with methylaluminoxane(MAO), nickel complexes A-C all exhibited good catalytic activity[turnover frequency=5.2×10⁵-16.3×10⁵ g/(mol Ni·h)] and oligomer selectivity(above 85%, mass fraction) in ethylene oligomerization. In addition, C₈-C₁₂ olefins occupied an important proportion in the products of oligomers. Under the conditions of 4.0 MPa, 25℃ and Al/Ni molar ratio of 275, the catalytic selectivity of A/MAO system toward C₈-C₁₂ was about 30.1%(mass fraction), and the content of C₈-C₁₂ α-olefins was consistently above 70%. Furthermore, besides the ligand environment, the catalytic properties of A-C were substantially affected by experimental parameters, such as the reaction pressure, reaction temperature and Al/Ni ratio.     

UiO-66-NH_(2)@纤维素复合气凝胶用于保健品中西地那非的固相萃取北大核心CSCD

研究建立了一种基于UiO-66-NH_(2)@纤维素复合气凝胶的高灵敏度固相萃取新方法,与高效液相色谱法联用用于保健品中西地那非的检测。先将纤维素进行醛基和酰肼基的功能化,然后将两种功能化的纤维素通过交联并负载UiO-66-NH_(2)形成复合气凝胶。将此复合气凝胶作为固相萃取的吸附剂使用时,易于收集且不需要外加磁场或者抽真空的辅助作用,操作简单。研究对制备所得的UiO-66-NH_(2)@纤维素复合气凝胶进行了X-射线粉末衍射、扫描电镜、红外光谱和N_(2)吸附等表征,结果显示UiO-66-NH_(2)成功负载于气凝胶的孔道中,纤维素气凝胶掺杂了UiO-66-NH_(2)之后其孔道结构变得规整,并且比表面积增大。研究优化了复合气凝胶中UiO-66-NH_(2)的负载量对萃取的影响,高比例的负载量有利于西地那非的富集,并且最高的负载率为50%。研究优化了影响西地那非富集效率的实验条件,包括溶液pH、萃取时间、洗脱剂类型、洗脱时间、洗脱体积和离子强度。采用安捷伦Zorbax Eclipse Plus C18色谱柱(150 mm×4.6 mm,5μm)进行分离,以含0.1 mol/L三乙胺的磷酸盐水溶液(pH=6.50)-乙腈(30∶70,v/v)为流动相进行洗脱,检测波长为292 nm。在最佳的萃取条件下(pH为9.0,萃取时间为60 min,洗脱剂为乙腈,洗脱液体积为3×2 mL,洗脱时间为40 min),该分析方法的线性范围为10~2000 ng/mL(相关系数R^(2)=0.9949),检出限(LOD,S/N=3)为2.85 ng/mL,富集因子为59.17。将该方法用于保健品中西地那非的萃取,所得回收率为74.93%~89.12%,相对标准偏差为2.8%~5.3%,表明了方法的回收率和精密度良好,说明了该方法具有应用于保健品中西地那非日常检测的潜力。