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。     

甘油的催化选择氧化

综述了近年来生物柴油主要副产物甘油的催化选择氧化的研究进展。分析了甘油的化学催化选择氧化的反应网络;介绍了催化甘油选择氧化反应主要的催化剂如负载型金属催化剂、多孔催化剂以及有机酰基-TEMPO催化剂的催化性能及其催化机理;评述了甘油催化氧化过程中各反应条件等对产物选择性和反应物转化率的影响;概括了甘油的电催化氧化、甘油催化氧化聚合生成新型聚合物-聚丙酮二酸盐（Polyketomalonate）等新催化反应及其机理,总结了甘油生物催化氧化的产物二羟基丙酮（DHA）的新进展。最后提出了甘油的催化氧化存在的一些问题,并展望了甘油催化氧化的研究和发展方向。     

相转移催化下苄基醚选择性间接电氧化的研究

研究了相转移催化剂（Ｂｕ４ＮＨＳＯ４）作用下，Ｃｒ（Ⅵ）／Ｃｒ（Ⅲ）间接氧化还原体系电氧化苄基醚。实验结果表明，苄基醚可选择性地高产率氧化为苯甲醛，阳极液中Ｃｒ（Ⅲ）可以循环使用。     

液相中苄位选择性催化氧化研究进展

芳烃苄位的选择性氧化是合成芳香醛、酮的重要合成途径,在化学合成中占据着举足轻重的地位。本文系统地从杂多酸催化体系、金属催化体系、N-羟基邻苯酰亚胺催化体系、仿生催化体系以及新型催化体系等方面对在液相中进行的苄位选择性氧化进行了综述。     

Au/TS-1选择性催化氧化NO性能研究

制备了负载型Au/TS-1催化剂,采用XRD、SEM、TEM等方法进行了表征,并将其应用于选择性催化氧化NO反应,考察了各工艺条件对NO催化氧化效率的影响。结果表明,Au/TS-1催化剂具有良好的结晶度,Au粒子成功地负载在TS-1上。该催化剂在选择性催化氧化NO反应中具有优异的低温催化氧化活性,在NO体积分数为1×10-3,O2含量为10%,空速为5 000 h-1,Au的负载量为1.0%,180℃时,NO的氧化率高于55%(此时最适宜吸收处理);260℃时,氧化率可达到78%。     

对氯甲苯选择性氧化新催化体系研究

报道了以乙酰丙酮配合物为催化剂, 氧气为氧源, 在乙醛存在下对氯甲苯的液相选择性氧化, 研究了不同中心金属离子、催化剂用量、乙醛用量、氧气压力、反应时间及反应介质对反应的影响. 结果表明, 在金属配合物中三(乙酰丙酮)合钴(III)的催化性能最好, 在其用量为0.764 mmol、乙醛用量为反应物物质的量的10%、氧气压力为2 MPa时, 以乙腈为反应介质, 室温下反应11 h, 反应的转化率和选择性可达15.3%, 87.16%, 对氯苯甲醛收率可达13.34%. 反应也可在无溶剂时进行, 此时反应的转化率、选择性及醛的收率分别为8.14%, 89.08%, 7.25%.     

相转移催化下复合高铁酸钾氧化甲苯的研究

制备了高稳定性的复合高铁酸钾氧化剂,并进行了表征.研究了高铁酸钾溶液的pH值和浓度对高铁酸钾稳定性的影响,并确定了高铁酸钾稳定存在的溶液环境.以复合高铁酸钾为氧化剂,采用相转移催化氧化甲苯法合成苯甲酸.考察了相转移催化剂种类、催化剂用量、反应时间以及反应温度等因素对苯甲酸收率的影响.结果表明,以十六烷基三甲基溴化铵作相...     

相转移催化下双媒质体系对醇类的选择性间接电氧化

在相转移催化剂（Ｂｕ４ＮＨＳＯ４）作用下，用Ｃｒ（Ⅵ）／Ｃｒ（Ⅲ）及Ａｇ（Ⅱ）／Ａｇ（Ⅰ）双媒质体系对醇类进行间接电氧化，产率为７５．４～９７．５％，电流效率达６０．２～７５．８％，双媒质体系可重复使用。     

纳米氧化镍的表面沉积修饰及催化氧化选择性调控应用研究

采用液相沉积表面改性修饰纳米NiO制备NiO@xSi复合材料,利用XRD、SEM、XPS、H₂-TPR分别对样品的物相、形貌尺寸、表面性质、氧化还原能力等进行表征,并研究其在丙烷选择性催化氧化脱氢制丙烯反应中的性能。表征分析结果表明,经表面沉积修饰后,NiO@xSi依然可保持10nm左右的尺寸粒径,表面Si与NiO之间存在强烈的电子相互作用,NiO主体的深度氧化能力有所抑制。在丙烷选择性催化氧化脱氢制丙烯反应中,NiO@xSi表现出较好的丙烯选择性调控能力,以NiO@1.0Si为例在相同活性转化率下表现出优于NiO样品2～3倍的丙烯选择性。该表面沉积修饰策略有助于研究其他选择性催化氧化反应的产物选择性调控。     

肉桂酸的催化氧化反应研究

研究了季铵盐催化下高锰酸钾氧化肉桂酸的反应。考察了催化剂、反应时间、温度、高锰酸钾的用量及反应体系的酸碱性对反应的影响。在优化反应条件下,反应产率可达72.30%。     

二氧化硅包覆的杂多酸在双氧水存在条件下催化氧化甘油

催化剂的酸性和氧化还原性在催化生物质平台分子转化过程中起着非常重要的作用,杂多酸具有较强的酸性以及优良的氧化还原性,因而杂多酸在生物质催化转化领域备受关注。本文利用溶胶-凝胶法和硅烷化方法将杂多酸催化剂封装在二氧化硅载体内部,随后以傅立叶红外光谱、X-射线衍射仪、热重分析仪、透射电子显微镜、扫描电镜等手段对合成的材料进行了表征。红外光谱表明杂多酸在催化剂中保持了其完整结构,X-射线衍射表明杂多酸高度分散在二氧化硅载体上,电镜表征显示催化剂呈球形纳米颗粒形貌。基于以上表征结果,我们将包覆的杂多酸催化剂应用于甘油氧化,在以过氧化氢为氧化剂,温和反应条件下,合成的材料对甘油氧化具有良好的催化活性,其中对甲酸的选择性大约为70%,对乙醇酸的选择性大约为27%。硅烷化过程对于催化剂循环起着重要的作用,单纯二氧化硅的比表面积为287 m²·g^-1,二氧化硅包覆杂多酸经过硅烷化后,其比表面积降为245 m²·g^-1,而且孔径也有所降低。单纯二氧化硅与水的接触角为0°,而二氧化硅包覆的杂多酸在硅烷化之后的催化剂具有很强的疏水性,与水的接触角为137°。根据这些催化剂表征数据说明硅烷化过程不仅可以显著提高催化剂的疏水性,而且同时限制了载体孔径,阻止杂多酸流失到反应体系中,与传统的浸渍法将杂多酸负载在二氧化硅载体上得到的催化剂相比,催化剂的循环利用性显著提高。反应后的催化剂结构与新鲜催化剂相比,并没有发生明显变化。催化剂经过一次循环后,表面暴露了更多的活性中心,活性稍有提高。催化剂在反应体系中加入强质子酸可以显著提高反应的催化性能,揭示了Bronsted酸在甘油氧化过程中对甘油分子的活化起着重要的作用。     

金属酞菁与高价金属盐或氧化物在乙苯液相催化氧化反应中的协同效应

金属络合物催化饱和烷烃的选择性催化氧化一直是有机合成中具有挑战性的课题之一.饱和烷烃的催化氧化可采用各种氧源,如PhIO、H2O2、有机过氧化物或次氯酸盐等[1,2],然而采用分子氧为氧源对烃类化合物进行选择性催化氧化一直是人们致力于解决的目标.利用分子氧为氧源实现饱和烷烃的选择性催化氧化大致可分为两条路线:(1)在共还原剂(H2,醛,抗坏血酸)存在下利用原位产生的氧化剂的催化氧化[3,4];(2)金属卟啉[5]、杂多酸[6]及其它催化剂对饱和烷烃的直接催化氧化.路线(1)需要消耗大量的共还原剂,实际上是对分子氧的间接利用,不具有明显的实…     

SECM Studies on the Electrocatalytic Oxidation of Glycerol at Copper Electrodes in Alkaline Medium

This study aims at analyzing the reaction mechanism of the electrooxidation of glycerol at copper surfaces in NaOH solutions using Scanning Electrochemical Microscopy (SECM) in the substrate generation/tip collection (SG/TC) mode. Experiments showed the dependence of the current at the tip on the distance between generator and tip, as well as on the concentration of the NaOH solution. The current at the tip decreased significantly after addition of glycerol, as a result of the competition between diffusion of the free‐soluble Cu(III) species and its consumption during the diffusion in the solution. The determination of the analyte in a castor biodiesel sample employing a single copper microelectrode was carried out.     

Ligand Hybridization for Electro-reforming Waste Glycerol into Isolable Oxalate and Hydrogen

The electro-reforming of glycerol is an emerging technology of simultaneous hydrogen production and biomass valorization. However, its complex reaction network and limited catalyst tunability restrict the precise steering toward high selectivity. Herein, we incorporated the chelating phenanthrolines into the bulk nickel hydroxide and tuned the electronic properties by installing functional groups, yielding tunable selectivity toward formate (max 92.7 %) and oxalate (max 45.3 %) with almost linear correlation with the Hammett parameters. Further combinatory study of intermediate analysis and various spectroscopic techniques revealed the electronic effect of tailoring the valence band that balances between C−C cleavage and oxidation through the key glycolaldehyde intermediate. A two-electrode electro-reforming setup using the 5-nitro-1,10-phenanthroline-nickel hydroxide catalyst was further established to convert crude glycerol into pure H₂ and isolable sodium oxalate with high efficiency.     

Catalytic Oxidation of Cyclohexene with Molecular Oxygen on Hydrotalcite－like Compounds

ＣａｔａｌｙｔｉｃＯｘｉｄａｔｉｏｎｏｆＣｙｃｌｏｈｅｘｅｎｅｗｉｔｈＭｏｌｅｃｕｌａｒＯｘｙｇｅｎｏｎＨｙｄｒｏｔａｌｃｉｔｅ－ＩｉｋｅＣｏｍｐｏｕｎｄｓＧＵＯＪｕｎ,ＷＡＮＧＮｉｎｇ,ＪＩＡＯＱｉｎｇ－ｚｅａｎｄＪＩＡＮＧＤａ－ｚｈｅｎ（Ｄｅｐａ...     

Perovskite Oxide as A New Platform for Efficient Electrocatalytic Nitrogen Oxidation

Electrocatalytic nitrogen oxidation reaction (NOR) offers an efficient and sustainable approach for conversion of widespread nitrogen (N₂) into high-value-added nitrate (NO₃⁻) under mild conditions, representing a promising alternative to the traditional approach that involves harsh Haber–Bosch and Ostwald oxidation processes. Unfortunately, due to the weak absorption/activation of N₂ and the competitive oxygen evolution reaction, the kinetics of NOR process is extremely sluggish accompanied with low Faradaic efficiencies and NO₃⁻ yield rates. In this work, an oxygen-vacancy-enriched perovskite oxide with nonstoichiometric ratio of strontium and ruthenium (denoted as Sr_0.9RuO₃) was synthesized and explored as NOR electrocatalyst, which can exhibit a high Faradaic efficiency (38.6 %) with a high NO₃⁻ yield rate (17.9 μmol mg⁻¹ h⁻¹). The experimental results show that the amount of oxygen vacancies in Sr_0.9RuO₃ is greatly higher than that of SrRuO₃, following the same trend as their NOR performance. Theoretical simulations unravel that the presence of oxygen vacancies in the Sr_0.9RuO₃ can render a decreased thermodynamic barrier toward the oxidation of *N₂ to *N₂OH at the rate-determining step, leading to its enhanced NOR performance.     

过硼酸钠选择氧化苯硫基乙酸酯的研究

近年来,亚砜的研究十分活跃,苯亚磺酰基乙酸酯是有用的合成中间体,它可以起烷基化反应、Michael反应和缩合反应.我们在含硫碳负离子的研究工作中需要一系列的苯亚磺酰基乙酸酯(3_(a—j))作为合成中间体.合成这类化合物最方便的方法是用合适的硫酚制成硫醚后进行选择性氧化,常用的氧化剂是过氧化氢、过碘酸钠和间氯过苯甲酸.但是,各种方法均有不足之处.例如,用过氧化氢容易发生过度氧化,导致产品不纯;间氯过苯甲酸价高;按文献用过碘酸钠氧化硝基苯硫乙酸酯(2_(a—j)),反应难以进行.不久前,Mckillop等报道用过硼酸钠(NaBO_3·4H_2O)可使硫醚氧化生成亚砜.但是,他们的研究对象仅局限于结构简单的二烃基硫醚,而在分子内若有其它官能团时能否进行选择性氧化,则未见报道.我们进行了过硼酸钠选择氧化苯硫基乙酸酯的研究,取得了很好的结果.     

氮掺杂碳负载Sb@PtSb2催化剂的制备及其在甘油选择性氧化反应中的应用（英文）

甘油是生物柴油生产过程中生成的副产物,随着生物柴油产量的快速增长,甘油的量也迅速增加.据估计,到2020年甘油的产量将比需求量高出6倍.因此,将过剩的甘油转化为其它更有价值的化学品具有重要意义.在已经发表的文献中,各种碳材料负载的Pt催化剂被广泛应用于液相中甘油的选择性氧化.但是,由于Pt纳米颗粒与碳载体之间相互作用较弱,因此Pt纳米颗粒易团聚和流失,而且Pt的过度氧化和有机羧酸的强吸附也导致Pt催化剂失活.最近的研究表明,采用含氮的碳载体可以增强Pt与载体间的相互作用,这种载体还有可能将电子转移给Pt,从而有效提高Pt的分散度、活性和稳定性.与此同时,引入其它金属如Co,Cu,Bi,Sb等与Pt形成合金也能有效改善催化剂的活性和稳定性.我们在前期工作中曾经发现多壁碳纳米管(MWCNTs)负载的PtSb合金在甘油氧化反应中具有很高的活性和二羟基丙酮选择性,可以抑制C-C裂解,并提高了催化剂的稳定性.但是在MWCNTs上组装PtSb颗粒的过程繁琐且危险,需要对载体进行氧化(浓硝酸)、嫁接硫醇、浸渍金属、高温还原等,同时MWCNTs的价格也较高.本文采用简单的热解方法将氮和锑同时引入到碳基载体中,并用此载体制备了具有核壳结构的Sb@PtSb2/NC催化剂.首先将葡萄糖、三聚氰胺和SbCl3混合后在氮气中于700 ℃热解得到含Sb和N的多孔碳载体,再通过浸渍还原法将Pt还原并负载到该载体上即得到具有核壳结构的Sb@PtSb2/NC催化剂.该催化剂对催化甘油氧化具有较高的活性,同时具有较好的稳定性.氮气吸附表征表明,引入N和Sb都能提高载体的比表面积和孔体积,其中Sb的引入使得催化剂表面形成了多孔结构(SEM表征).XRD、TEM和EDS表征证明了具有核壳结构的Sb@PtSb2颗粒在载体表面上的生成.Raman光谱表明N和Sb的引入增加了碳缺陷,有可能带来新的活性位点.O2-TPD表征表明Sb@PtSb2/NC对氧的吸附量远高于Pt/NC,这可能归因于PtSb2合金中Pt-Sb金属间的原子间距增大,有利于氧的吸附和表面扩散,从而显著提高了催化剂活性.XPS表征表明了从N到Pt的电子转移,而这种富含电子的Pt具有更高的活性.将制备的催化剂用于考评催化甘油氧化的活性,发现相比于Pt/NC,Sb@PtSb2/NC催化剂催化甘油氧化具有显著增加的活性,二羟基丙酮选择性也明显提高,在60 ℃,0.6 MPaO2气氛下,100 mg催化剂与5 mL 0.2 g/mL甘油水溶液反应3 h得到了65.3%的甘油转化率,以及39.2%的二羟基丙酮选择性和51.8%的甘油酸选择性.这可能归因于载体比表面积的增加、更多的碳缺陷,以及PtSb2合金的形成.使用五次后的催化剂仍保持较高的催化活性,证实了该催化剂具有较好的稳定性.