有机钛氢化物的化学

本文综述了有机钛氢化物化学的最近进展,包括:合成方法,反应及其在有机合成中的应用。     

以钛酸四丁酯和四氯化钛混合物作钛源合成钛硅分子筛TS—1

以四丙基溴化铵（TPABr)作模板剂、氨水作碱源,以四氯化钛部分取代钛酸四丁酯作钛源,成功地合作了钛硅分子筛TS－1。用XRD、IR、UV－Vis等手段进行表征的结果显示,样品呈现MFI拓扑结构特征。同经典合成体系的TS－1相对比,在紫外谱图上,样品中未出现锐钛矿TiO2的特征吸收,证明混合钛源更有利于钛原子进入分子筛骨架内,合成的分子筛样品在丙烯环氧化反应中也表现出了优异的催化性能。     

钛硅分子筛TS-1的合成、表征及催化性能

钛硅分子筛TS-1自Taramasso等［1］首次报道合成以来,由于其优异的选择氧化催化 性能及其催化的反应具有对环境污染轻,反应条件温和等优点而备受关注. 钛硅分子筛的制 备及应用研究是分子筛催化领域中的热点之一. 在经典的合成体系中,四丙基氢氧化铵(TPAO H)常被用作模板剂［2］,这是钛硅分子筛价格较为昂贵的主要原因之一. 国内外学者 都致力于廉价合成体系的开发,Müller等［3］报道了以四丙基溴化铵(TPABr)作模板 剂合成钛硅分子筛. 对于钛源和硅源,人们往往都采用水解趋势较为缓和的钛酯和硅酯,以达 到钛源和硅源的匹配;在合成过程中,要预先将钛酯加入到乙酰丙酮或异丙醇溶剂中进行稀释 ,并对胶液进行蒸醇处理［2,3］. 这使得钛硅分子筛的合成过程更加复杂,并提高了 其合成费用. 本文以钛酸四丁酯(TBOT)和四氯化钛混合原料作钛源,成功地合成出对丙烯环 氧化具有优异催化性能的钛硅分子筛TS-1,避免了上述的复杂步骤,并降低了钛硅分子筛的成本.     

某些有机钛芴的合成及性质研究

2,2′二溴联苯衍生物与正丁基锂发生溴-锂交换反应,生成的二锂化合物与二氯二茂钛、二氯二(甲基环戊二烯基)钛或二氯二茚钛作用,得到9种新的有机钛。芴进行了结构测定,并研究了5,5-二茂钛茚的反应性能。     

有机钛催化草酸二甲酯与苯酚酯交换反应

研究了几种有机钛化合物对草酸二甲酯(DMO)与苯酚酯交换反应的催化性能,发现催化活性及选择性顺序依次为二氯二茂钛＞钛酸四苯酯＞钛酸丁酯＞乙酰丙酮氧钛＞钛酸乙酯＞钛酸异丙酯,表明二氯二茂钛是一种性能较好的酯交换催化剂。在n(Cp2TiCl2) = 0.001 mol、n (DMO) =0.3mol、n (Phenol) = 0.2mol、T=180癈、t=2h优化工艺条件下,苯酚转化率可达44.0%,甲基苯基草酸酯(MPO)和草酸二苯酯(DPO)收率分别达37.8%和6.1%,酯交换总选择性为99.8%。     

有机钛催化草酸二甲酯与苯酚酯交换反应

研究了几种有机钛化合物对草酸二甲酯(DMO)与苯酚酯交换反应的催化性能,发现催化活性及选择性顺序依次为二氯二茂钛钛酸四苯酯钛酸丁酯乙酰丙酮氧钛钛酸乙酯钛酸异丙酯,表明二氯二茂钛是一种性能较好的酯交换催化剂.在n(Cp2TiCl2)=0.001 mol、n(DMO)=0.3 mol、n(Phenol)=0.2 mol、T=180℃、t=2 h优化工艺条件下,苯酚转化率可达44.0%,甲基苯基草酸酯(MPO)和草酸二苯酯(DPO)收率分别达37.8%和6.1%,酯交换总选择性为99.8%.     

钛层柱粘土的合成:Ⅱ.硫酸钛作钛源

以硫酸钛作钛源得到的钛柱化剂与Ｎａ型蒙脱石交换合成了钛层柱粘土（Ｔｉ－ＰＩＬＣ）。详细考察了交换时温度、酸浓度、Ｔｉ（Ⅳ）浓度以及Ｔｉ（Ⅳ）与粘土比等对柱化粘土层结构的影响。结果表明，提高反应温度或降低酸浓度都能导致层离Ｔｉ－ＰＩＬＣ的生成，产物的大部分比表面积及也容由层离产生的大孔（Ｄ＞１．０ｎｍ）所贡献。Ｔｉ（Ⅳ）水解生成尺寸不等的氧化钛胶粒，带正电荷的胶粒插入粘土层间是产生层离的主要原因。     

非茂类有机钛化合物的合成与发展

综述了近年来非茂类有机钛化合物的研究进展。     

双丙炔醇酯类化合物的合成与表征

合成了5个新的二丙炔醇酯类化合物[(CO2CH2C≡CH)2(1),CH2(CO2CH2C≡CH)2,(2),(CH2CO2CH2C≡CH2)(3),(CHCO2CH2C≡CH)2,(4),C6H4-1,4-(CO2CH2C≡CH)2,(5)]，并对其进行了C／H，IR和^1H NMR等表征。     

单分散钛酸钡纳米晶的制备

采用溶剂热法制备出表面包裹油酸的单分散立方相钛酸钡纳米晶, 晶粒平均尺寸为6.0 nm, 采用TEM和XRD对其微结构进行了表征; 研究了醇的链长度、油酸用量和热处理温度等对钛酸钡的相组成和形貌的影响规律. 研究结果表明, 产物粒径较小, 粒度分布较窄, 单分散性较好, 其表面为非极性, 可溶于非极性试剂; 由于纳米晶表面由亲油性的长链烷基所覆盖, 与周围的水性环境不相容, 产生一定的斥力; 在重力和该斥力的共同作用下, 纳米晶可以有效地从液相环境中分离出来.     

氧化硅柱层状钛酸盐的制备

氧化硅柱层状钛酸盐的制备侯文华，颜其洁，傅献彩（南京大学化学系，南京，２１０００８）关键词氧化硅柱，层状钛酸盐，制备层状金属氧化物是一类新型多功能材料［１～３］。我们［４，５］曾成功地用ＮＨ２（ＣＨ２）３Ｓｉ·（ＯＣ２Ｈ５）３（以下简称ＡＰＳ）水溶液...     

钛酸钠一维纳米结构的构筑

以锐钛矿TiO₂为起始原料,通过水热法制备了钛酸盐纳米棒,对合成不同长度和宽度的钛酸盐纳米棒的影响和控制条件进行了研究。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对纳米棒的形貌和结构进行了表征。结果表明水热温度和处理时间能对纳米棒的形貌和结构进行有效的控制,得到理想的钛酸盐的结构。在更高的温度下(200 ℃),钛酸盐纳米管将更快的转化为纳米棒,而随着处理时间的延长,其形貌结构发生有规律的变化。在96 h处理时间后纳米棒束的宽度为50 nm到1 μm,长度可以达到几十微米。对后处理中酸洗对产物的形貌和晶体结构的影响也进行了对比研究,发现在酸洗之前钛酸盐纳米棒结构就已经形成,但是酸洗能使产物的晶体结构产生变化,同时使纳米棒的表面形貌更加光滑规整。最后对比研究原料和产物的紫外-可见吸收光谱,发现纳米管/棒在250至350 nm处有宽带隙吸收。     

聚苯胺/钛酸钡纳米复合粒子的制备与表征

采用原位复合法制备出聚苯胺/钛酸钡复合粒子,借助TEM、XRD、FT-IR、 XPS、TG等分析手段研究了复合粒子的形貌、结构及其热性能.结果表明,复合粒子的粒径为1 μm左右,BaTiO3以40 nm左右的晶粒分散于聚苯胺基体之中,聚苯胺与钛酸钡之间存在化学键合作用,同时在一定程度上减少了纳米粒子的团聚.     

超细钛酸钡粉体的水热合成

以偏钛酸和氢氧化钡为原料,用水热反应制备了超细钛酸钡粉体,其结构经XRD和-IEM表征。粒径60nm-100nm。较佳的反应条件为：偏钛酸20mmol,n(Ba)：n(Ti)=1．2,于240℃反应8h,加入少量异丙醇可明显改善粉体的分散性能。     

Study on the In-situ Synthesis of Aluminum Titanate Sintered by Waste Aluminum Slag

Aluminum titanate was in-situ synthesized by using industrial waste-residue in the aluminum factory and TiO2 as the main raw materials and the influence of different reaction temperatures on the purity and microstructures of synthesized products were mainly discussed. The obtained Al2TiO5 was characterized by X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM） and relevant analytical software. The results show that elevating the sintering temperature can increase the content of aluminum titanate; and at 1420 ℃, it reaches the highest in the synthesized ceramic. When the sintering temperature continues to increase, the produced aluminum titanate will decompose resulting in the drop of its content. Therefore, the optimum sintering temperature of in-situ synthesis of aluminum titanate is determined as 1420 ℃, at which the grains of aluminum titanate grow completely, the purity of aluminum titanate is 89.3wt%., the highest density is 2.75 g/cm^3, and the porosity is 9%.     

介孔锆柱撑钛酸盐材料的制备、表征及光催化性能

采用单分子层剥离-重堆积技术将聚合羟基锆离子嵌入到钛酸盐板层间,制得层间距为1.92~2.01nm的介孔钛酸盐柱撑复合材料。X-射线衍射(XRD)、热重-示差扫描热分析(TG-DSC)、扫描/透射电镜(SEM/HR-TEM)和N2吸附等手段对材料物化性质进行了分析。结果表明,客体锆离子主要以[Zr4(OH)16-n(H2O)8+n]n+(记为Zr4)的形式存在于主体层间域中,且柱撑体系中nZr/nTi比越小,越有利于获得层间距和比表面积较大的柱撑材料。紫外光降解亚甲基蓝实验表明,柱撑材料对亚甲基蓝降解率为钛酸盐主体的3.5倍,这与柱撑形成的介孔结构以及主客体间的电子耦合有关;350℃热处理后材料对亚甲基蓝的降解率进一步提高,说明主客体间形成了更有效的欧姆接触。     

介孔锆柱撑钛酸盐材料的制备、表征及光催化性能

采用单分子层剥离-重堆积技术将聚合羟基锆离子嵌入到钛酸盐板层间,制得层间距为1.92~2.01nm的介孔钛酸盐柱撑复合材料。X-射线衍射（XRD）、热重-示差扫描热分析（TG-DSC）、扫描/透射电镜（SEM/HR-TEM）和N₂吸附等手段对材料物化性质进行了分析。结果表明,客体锆离子主要以[Zr₄（OH）_16-n（H₂O）_8+n]n⁺（记为Zr₄）的形式存在于主体层间域中,且柱撑体系中n_Zr/n_Ti比越小,越有利于获得层间距和比表面积较大的柱撑材料。紫外光降解亚甲基蓝实验表明,柱撑材料对亚甲基蓝降解率为钛酸盐主体的3.5倍,这与柱撑形成的介孔结构以及主客体间的电子耦合有关;350℃热处理后材料对亚甲基蓝的降解率进一步提高,说明主客体间形成了更有效的欧姆接触。     

锂离子电池负极材料碳氮包覆钛酸锂的制备及表征

以钛酸正四丁酯为钛源、甲酸锂为锂源、柠檬酸为碳源、脲作为氮源,采用溶胶-凝胶法制备出了氮修饰碳包覆钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂/NC)的复合电极材料。 借助X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对Li₄Ti₅O₁₂/NC的晶体结构、组成和形貌进行了表征分析,结果表明,所得产物是由尖晶石结构Li₄Ti₅O₁₂外围包覆NC组成。 恒电流充放电实验结果显示,碳氮包覆量为9.48% 的Li₄Ti₅O₁₂/NC材料在1C下首次放电比容量为212.9 mA·h/g,充放电循环100周后仍能保持160.1 mA·h/g的较高比容量。 碳氮包覆不会改变材料的晶型,但能有效抑制复合材料粒径增大,同时增加复合材料锂脱嵌活性位点,提高其比容量和导电性。