离子液体共价键功能化氧化石墨烯负载催化材料催化反应研究进展

氧化石墨烯由于其独特的结构和性能赋予了它作为催化剂的先天优势,功能化的氧化石墨烯为其应用领域的拓展和效果提升提供了更多的发展契机,成为目前的研究趋势,离子液体功能化的氧化石墨烯结合二者自身优势的基础上,并由于协同作用具有更加优异的催化性能,广泛应用于众多反应中.我们针对离子液体共价键功能化的氧化石墨烯负载催化剂常见的催化反应,包括环加成反应,氧化反应,偶联反应,酯交换反应,乌尔曼反应,重排反应,光催化和电催化在近年来的研究进展进行了相关综述.     

非共价键法改性碳纳米管的研究进展

阐述了非共价键改性在碳纳米管功能化方面的应用进展,详细介绍了表面活性剂修饰、小分子的π-π堆积相互作用、聚合物的缠绕和包覆、生物大分子的包裹和吸附、内嵌填充修饰等改性方式的研究现状,并提出了非共价键法修饰碳纳米管未来改进的方向,探讨了不同修饰物与碳纳米管之间的相互作用机制。其中,含有共轭基团或芳基基团的聚合物,可以通过其共轭或芳基基团与碳纳米管间的π-π相互作用和范德华作用,实现对碳纳米管的非共价物理包覆。经聚合物功能化的碳纳米管在电池、催化剂、生物传感器和电化学装置上有较好的应用前景。此外,生物大分子对碳纳米管的非共价修饰不仅可以改善其在生物体系中的水溶性,而且通过合理设计还可以避免蛋白质、核酸等生物分子的非特异性吸附,从而得到具有特异性的生物分子-碳纳米管复合体系。     

金属配合物/手性磷酸参与的不对称接力催化反应

金属配合物和有机小分子双体系联合催化的不对称接力催化反应是一新兴热点研究领域. 接力催化可以由易得的起始原料生成结构复杂的化合物, 实现单一催化剂无法实现的新反应, 并且避免了对不稳定中间体的分离纯化, 提高了反应的步骤经济性和原子经济性. 手性磷酸是近年来研究最为热门的有机小分子催化剂之一, 其与金属催化剂结合催化也得到了深入的研究. 本工作即针对金属催化剂和手性磷酸结合的接力催化反应的研究进展, 做一简要评述.     

石墨烯的功能化及其相关应用

石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面纳米材料,其特殊的单原子层结构决定了它具有丰富而新奇的物理性质．过去几年中,石墨烯已经成为了备受瞩目的国际前沿和热点．在石墨烯的研究和应用中,为了充分发挥其优良性质,并改善其成型加工性（如分散性和溶解性等）,必须对石墨烯进行功能化,研究人员也在这方面开展了积极而有效的工作．但是,关于石墨烯的功能化方面的研究还处在探索阶段,对各种功能化的方法和效果还缺乏系统的认识．如何根据实际需求对石墨烯进行预期和可控的功能化是我们所面临的机遇和挑战．本文重点阐述了石墨烯的共价键和非共价键功能化领域的最新进展,并对功能化石墨烯的应用作了介绍,最后对相关领域的发展趋势作了展望．     

三核过渡金属配合物在催化反应中的研究进展

多核过渡金属配合物作为一类广泛应用的均相催化剂,其设计灵感往往来自天然酶的多金属活性位点所发挥的重要作用.目前,三核金属配合物作为活化小分子的多金属催化剂受到了广泛的关注.为深入理解三核过渡金属配合物在催化反应中作用特点,对近年报道的代表性三核过渡金属配合物按金属中心进行分类,并对配体环境形成特点及催化应用进行综述.从金属中心出发,讨论了三核过渡金属配合物的几何结构和电子特征;从配体环境出发,总结了关联三个独立的金属位点的配位环境特征;在催化应用方面,重点综述了三核过渡金属配合物在涉及特定化学键活化反应的催化作用机制,最后对三核过渡金属配合物的催化应用前景进行展望.     

富勒烯的金属配合物及其催化性能

富勒烯的金属配合物及其催化性能１）刘英陈远荫２）盛蓉生（武汉大学化学系武汉４３００７２）关键词富勒烯金属配合物催化分类号Ｏ６４３．３２碳元素的第三种存在形式富勒烯正以其独特的结构和性能以及诱人的应用前景引起人们日益浓厚的兴趣．其中又以Ｃ６０的研究为主...     

极具潜在应用价值的催化剂——N-杂环卡宾金属配合物

N杂环卡宾的反应性能较高,与周期表中几乎所有的金属都能发生反应形成稳定的配合物.主要阐述了N杂环卡宾的结构与类型,其金属配合物的合成方法及在化学反应中的催化作用和应用前景.     

氮杂石墨烯碳纳米管复合材料负载Pt催化剂在甘油选择性氧化中的应用

一直以来,以碳材料为载体负载的金属催化剂被广泛应用于甘油液相氧化反应.研究表明,催化剂活性与碳的孔径分布有关,随着碳载体微孔比例的增加,催化剂活性下降.此外,载体表面基团对金属活性有着重要影响.例如,载体表面含氧基团的吸电子作用可降低载体表面电子的流动性(电子密度和导电性),从而阻碍甘油氧化反应过程中OH–的吸附和再生,导致反应活性降低.因此,开发微孔比例小、富含负电性基团的碳载体成为甘油氧化过程中急需解决的问题之一.本文通过热解碳纳米管(MWCNTs)和三聚氰胺的混合物,在碳纳米管表面直接生长得到氮杂石墨烯(NG-MWCNTs),并采用SEM,N2吸附,TEM和XRD对所得复合材料进行了表征.实验发现,相比于单纯的MWCNTs和直接热解三聚氰胺所得的产物CNx,NG-MWCNTs具有更高的比表面积(173 m2/g)和更大的平均孔径.此外,NG-MWCNTs非常适合作为Pt催化剂的载体,Pt平均粒径可小至1.4±0.4 nm.所制备的Pt/NG-MWCNTs催化剂在甘油选择性氧化反应中具有很高的催化活性和甘油酸选择性(甘油转化率和甘油酸选择性分别可达64.4%和81.0%),且具有可重复使用性能.Pt/NG-MWCNTs催化剂优异的催化活性不仅与载体表面高分散的Pt有关,而且与N原子对Pt的给电子作用有关.     

Schiff base过渡金属配合物在不对称催倾中的应用

综述了Ｓｃｈｉｆｆｂａｓｅ过渡金属配合物在不对称催化烯烃环氧化，氮杂环丙烷化，环丙烷化和其它催化反应中的应用研究进展。参考文献３９篇。     

Schiff base过渡金属配合物在不对称催化中的应用

综述了Ｓｃｈｉｆｆｂａｓｅ过渡金属配合物在不对称催化烯烃环氧化、氮杂环丙烷化、环丙烷化和其它催化反应中的应用研究进展，参考文献３９篇。     

纳米碳管负载Co催化生长纳米碳管

In this paper, carbon nanotubes (CNTs) used as support and cobalt as catalyst to prepare new CNTs was studied. CNTs could grow well if the precursor CNTs were supported with Co on its surface. On the contrary, CNTs couldn’t grow at all if the precursor CNTs were not supported with Co. The TEM images showed that diameters of the obtained CNTs were different from those of the precursor CNTs. The pure CNTs could be prepared in this method without further purifying. The amount of Co on the precursor CNTs could affect the growth of CNTs greatly. When the content of metal on precursor CNTs was less than 16.2%, the amount of the obtained CNTs increased with the increasing amount of Co, and the maximum growth amount of 625% of CNTs could be obtained. But if the content of metal was more than 16.2%, the amount of Co had no influence on the growth of CNTs.     

贵金属纳米粒子修饰碳纳米管的研究

碳纳米管具有独特的一维管状结构和优异的电、光、热和力学性能,是药物和纳米催化剂的理想载体。将具有独特光、电、磁和催化性能的贵金属纳米粒子负载在碳纳米管的表面,形成的碳纳米管/贵金属纳米粒子复合物不仅兼有两种纳米材料的优异性能,还可能产生新的特性,在催化、储能、燃料电池、电子器件和传感器等领域均有广阔的应用前景。本文主要从共价修饰和非共价修饰两种策略出发,综述了贵金属纳米粒子修饰碳纳米管的制备方法和研究进展。其中用天然高分子包覆的碳纳米管表面具有很好的贵金属配位结合能力,得到的纳米复合物具有良好的水分散性和生物相容性,在载药、生物传感器和肿瘤诊断治疗等生物领域具有明显的优势。     

不同表面修饰石墨烯载Pd催化剂对甲酸氧化的电催化性能

采用对氨基苯磺酸对氧化石墨烯（GO）进行表面功能化,进而负载贵金属Pd,解决了Pd团聚和不易在载体表面负载的问题,从而提高了Pd基催化剂对于甲酸的催化能力。 实验研究了相同实验条件下,Pd在氧化石墨烯、还原石墨烯（RGO）和磺化处理的石墨烯（SGO）表面的分散和负载量以及得到的复合催化剂的催化性能。 实验结果表明,SGO更容易负载贵金属,得到的催化剂对O2气的电催化还原能力优于Pd/GO和Pd/RGO,此外Pd/SGO催化剂对CO的耐受力也明显提升,这可能是苯环上的π-π键和-SO3H的范德华力协同作用更有利于Pd的固定与分散。 对Pd/SGO催化氧还原的机理也进行了分析,该氧还原为2电子反应过程。     

Production of Carbon Nanotubes on Different Metal Supported Catalysts

Multiwall carbon nanotubes have been prepared by catalytic chemical vapor deposition (CCVD) method in high yield using various metals supported on different supports. Measurements by transmission electron microscopy (TEM) revealed the presence of high quality nanotubes on each catalyst, however, comparing the different catalysts in nanotube production it can be stated that beyond metals, the support also affects both the quality and the quantity of nanotubes.     

金属卟啉-Sn网络可控非共价功能化碳纳米管的制备及蛋白吸附应用

本工作通过简便的一锅溶剂热法, 发展一种卟啉一步金属化且与Sn桥连形成的配合物网络非共价功能化的多壁碳纳米管复合材料(MMPT), 以增强对蛋白质的吸附. 在溶剂热条件下, Sn进入中位-四(4-羧基苯基)卟吩(TCPP)大环使卟啉金属化形成SnTCPP, 同时Sn作为交联剂桥连多壁碳纳米管(MWCNTs)表面的SnTCPP分子, 通过配位自组装形成均匀连续的SnTCPP-Sn网络壳层, 而无需对TCPP和/或MWCNTs进行任何的修饰. 在这种合成策略下, 通过调整MWCNTs/TCPP的比例, 实现了卟啉层厚和位点密度的可控. 并通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及其能量色散X射线能谱(EDS)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis spectrophotometer)、傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR spectrophotometer)、zeta电位等对所得MMPT的结构和性能进行了全面的表征. 在最佳的碳纳米管比例和吸附条件下, MMPT对牛血清白蛋白(BSA)表现出较好的吸附性能, 此外, MMPT对其他蛋白质如牛血红蛋白(BHb)和溶菌酶(Lyz)也表现出良好的吸附亲和力, 使得其在蛋白吸附、药物递送、传感等方面具有广泛的应用前景.     

碳纳米管负载四硝基金属酞菁-MnO2双催化剂催化氧还原性能

过渡金属酞菁具有很高的氧还原催化活性, MnO₂对氧还原反应有催化作用,但是将过渡金属酞菁和MnO₂作为氧还原反应的双催化剂的研究较少。 本文采用苯酐-尿素法合成了碳纳米管(CNT)负载四硝基金属酞菁(TNMPc)组装体,联合γ-MnO₂作为氧还原反应的双催化剂。 借助循环伏安法对双催化剂的配比进行优化,得到二者的最佳比例。 研究了四硝基金属酞菁的中心金属离子对最佳比例双催化剂催化性能的影响和双催化剂的抗甲醇性能,结果表明,双催化剂对氧还原反应的催化能力主要受到金属离子本性的影响,双催化剂对氧还原反应的催化效率顺序为CNT/TNFePc-MnO₂>CNT/TNCoPc-MnO₂>CNT/TNNiPc-MnO₂>CNT/TNCuPc-MnO₂;4种双催化剂均具有较好的抗甲醇中毒性能。     

手性金属络合物催化不对称Baeyer-Villiger反应

Baeyer-Villiger反应是有机化学基本反应之一,但是催化不对称Baeyer-Villiger反应的研究尚处于起步阶段。本文按手性配体的不同,评述了手性金属络合物催化不对称Baeyer-Villiger反应的研究,特别是由外消旋或前手性酮制备光学活性内酯的研究进展。     

石墨烯负载镍催化CO_2加氢甲烷化

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),经水合肼还原得到石墨烯(RGO),通过浸渍法制备了石墨烯负载的镍基催化剂(Ni/RGO);对其催化二氧化碳甲烷化反应的性能进行了研究,并与以碳纳米管(CNTs)和活性炭(AC)为载体负载的Ni基催化剂进行了比较.由于催化剂的载体分别为RGO,CNTs和AC,所以Ni将会表现出不同的形态.利用红外光谱(FTIR)、比表面积(BET)测试、程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD)分析和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对其结构及物理性质进行了表征.结果表明,Ni/RGO具有相对较大的比表面积(316 m~2/g),Ni在Ni/RGO上的颗粒尺寸(5.3 nm)小于其在Ni/CNTs(8.9 nm)和Ni/AC(11.6 nm)上的颗粒尺寸;该催化剂在二氧化碳甲烷化反应中具有更高的催化活性和选择性,而且具有良好的使用寿命.     

多基团功能化氧化石墨烯协同催化CO2环加成反应

基于氢键给体、阴离子和胺协同催化CO_2环加成反应的设计思想,以廉价、无毒、富含三级胺的六次甲基四胺为前驱体,采用原位固载的方法制得了硅羟基、季铵盐和三级胺功能化的氧化石墨烯(GO)。随后,利用正溴丁烷进一步季铵化合成多阳离子季铵盐功能化的GO(F-GO)无金属多相催化剂。采用红外光谱、元素分析和光电子能谱分析了催化剂表面的组成和含量,证明多阳离子化的策略有利于提高GO表面离子液体的固载量,所制备的F-GO表面季铵盐和三级胺负载量分别为2.23和2.49mmol·g~(-1)。F-GO在无溶剂和无助剂条件下可高效催化CO_2和环氧丙烷环加成反应,碳酸丙烯酯收率可达99.2%(100℃,2 MPa,4 h)。此外,F-GO材料具有较好的耐水性和稳定性,循环6次后活性几乎不变。