金属卟啉基多孔聚合物的制备及催化有机反应研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:slowfast1981
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着经济的不断发展,能源危机和全球气候变暖引起了研究者的极大关注。其中CO2作为温室气体的主要“元凶”,若能将其作为能源进行转化利用是降低其温室效应的重要途径之一。金属卟啉类催化剂具有18π电子的刚性平面大环结构,已被证实可有效催化小分子与CO2的有机反应。将金属卟啉作为单体构筑非均相催化剂,是该领域的研究重点。通过设计卟啉外围取代基,利用不同小分子与其外围取代基反应,构建具有短程框架结构的金属卟啉基多孔聚合物,既保证了卟啉单体结构的催化活性,又具有良好的可回收性。与卟啉单体相比,金属卟啉基多孔聚合物不但能稳定金属卟啉的活性中心,而且可通过其尺寸、形状及连接基团的设计,保证其多孔结构内高度功能化的活性位点与有机小分子及CO2相互作用,并使催化剂具有优良的可回收性和良好的底物拓展性。因此,本文以酰胺卟啉和羧基卟啉为单体,分别与六种不同过渡金属盐反应制备两个系列的金属卟啉基聚合物:金属酰胺卟啉基多孔聚合物和金属羧基卟啉多孔配位聚合物,并将其作为催化剂在温和条件下催化有机物小分子与CO2的反应,具体内容如下:(1)通过“酰氯化-金属化”的反应过程,制备金属酰胺卟啉基多孔聚合物:首先,将5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)酰氯化反应得到5,10,15,20-四(4-氯甲酰苯基)卟啉(TCFPP)。然后,通过溶剂热法利用5,10,15,20-四(4-氯甲酰苯基)卟啉、1,7庚二胺和六种不同的过渡金属盐(四水合醋酸锰、乙酸锌、二水合氯化铜、四水合氯化亚铁、四水合乙酸钴和氯化镍)进行缩合反应和金属化反应,制备得到六种金属酰胺卟啉基多孔聚合物(MnⅡCONHpoly、ZnⅡCONHpoly、CuⅡCONHpoly、FeⅡCONHpoly、CoⅡCONHpoly、NiⅡCONHpoly),并对金属酰胺卟啉基多孔聚合物的孔径结构、晶型、形貌、表面基团和热稳定性进行表征和分析。(2)采用溶剂热法以5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)为反应单体与六种过渡金属盐制备得到了六种金属羧基卟啉多孔配位聚合物(FeⅡTCPPpoly、CoⅡTCPPpoly、NiⅡTCPPpoly、CuⅡTCPPpoly、ZnⅡTCPPpoly、MnⅡTCPPpoly),并对其孔径结构、晶型、形貌、表面基团以及热稳定性进行表征和分析。(3)将以上得到的两个系列金属卟啉基多孔聚合物用于光催化CO2和有机物的反应中,金属酰胺卟啉基多孔聚合物在常温常压、CO2气氛中催化氧化甲苯的转化率可达87.34%,且循环使用10次后转化率仍可维持50%左右。金属羧基卟啉多孔配位聚合物催化甲醇和CO2反应制备碳酸二甲酯,在常温常压且不使用脱水剂条件下,其光催化CO2和甲醇的转化率可达54.7%,且最佳反应时间为9 h。因此,金属卟啉基多孔聚合物在温和条件下可有效催化CO2与小分子有机物反应,本论文的工作为进一步设计可控形态调节光催化材料提供理论基础,并且可以扩展到CO2与其他小分子有机物的催化反应体系中,为开发高效、稳定和可回收的光催化剂奠定基础。
其他文献
车辆换道是引发交通事故的主要原因之一,如果在前车换道之初就能识别其换道意图,将在一定程度上完善辅助驾驶的决策系统,在必要时为驾驶员提供危险预警,规避可能发生的碰撞风险。本文提出基于机器视觉的前车换道意图识别方法,论文主要内容为:(1)为获得前方车辆在图像中的准确位置,选择车辆的尾部作为检测对象,使用目标检测网络YOLOX作为基础网络,在此基础上增加注意力机制以提升检测准确性,通过在自定义的车辆尾部
学位
黄土塬是黄土高原最为宝贵的宜耕、宜农、宜居的土地资源。由于其地势平坦,易于耕作,有着比黄土高原其它地区更为优越的生产和生活条件,因此一直是黄土高原重要的经济、文化和行政聚集区。然而,由于塬面高强度人类活动的影响,黄土塬的灾害风险增强,土地资源的可持续利用也面临挑战。地表沉降作为一种重要的灾害类型,既受人类工程活动的影响,也与不同土地利用类型之间存在密切的关系。然而,黄土塬的地表沉降如何,与不同土地
学位
学位
面临日趋严格的环境保护政策和污染物排放标准,城市污水处理厂对市政污泥资源化处理的需求变的越来越迫切。为有效应对污泥围城的困境,以水热碳化技术为核心的污泥热转化工艺,被视为解决污泥管理问题的重要手段。然而,一方面,由于污泥低的热转化效率,导致产物附加值不高;另一方面,不成熟的技术方法,造成部分过程产物存在一定环境安全风险。这两方面因素极大的限制了污泥水热碳化工艺的应用,阻碍了其发展。本研究拟采用水解
学位
为了探究土地利用与碳储量的关系,提升区域固碳能力,以大都市郊区武汉市黄陂区为研究对象,采用Markov-FLUS耦合模型模拟自然发展情景、经济优先发展情景和综合发展情景下的土地利用变化,并运用InVEST模型定量研究不同情景下土地利用变化对碳储量的影响。结果发现:2000—2020年黄陂区耕地和林地分别减少63.916和3.549 km~2,建设用地和水域分别增加63.826和5.406 km~2
期刊
课堂教学质量的提升是汉语国际教育领域的重要课题,教学设计则对汉语国际教育课堂质量有着直接的影响。作为汉语国际教育的基础课程和核心课程,初级汉语综合课的教学向来是留学生汉语教学的难点。如何针对留学生的特点,做出优质高效的教学设计,切实提高初级汉语综合课的教学效果和教学质量,是广大对外汉语教师普遍关注的重要问题。基于此,笔者以长安大学国际教育学院非洲初级汉语留学生为教学对象,以《汉语教程》第二十四课《
学位
蜜本南瓜是中国南瓜的重要品种类型,在我国长江流域及以南地区栽培种植面积较大,其中海南和湖南是蜜本南瓜最主要的种植区。环洞庭湖区是湖南蜜本南瓜主产区,种植面积和产量逐年增加,创造了较为显著的经济与社会效益。笔者根据环洞庭湖区气候环境条件,结合当地生产实际,对蜜本南瓜高产栽培种植技术进行了研究和总结,以期为环洞庭湖区域蜜本南瓜推广种植提供技术支撑。
期刊
新课改要求教师在设计小学语文作业时,应注重培养和提升学生的语文核心素养,通过丰富的作业形式,帮助学生积累知识、运用语言、发展思维、体会情感、提高审美和传承文化等。以核心素养培育为导向,激发学生作业的自主性,教师可以通过多种途径对小学语文作业进行设计与优化。本文基于教学实践,对当前核心素养视域下小学语文作业设计与优化进行路径探索,力求从根本上改变传统单一、枯燥的作业内容与形式,让作业设计真正做到减量
期刊
为研究不同条件对煤燃烧生成颗粒物的影响,在实验室条件下,利用微孔均匀沉积冲击器将煤粉燃烧后生成的颗粒物分离并收集到0~18μm中的11个区间,研究了燃烧温度、质量、煤种及其尺寸大小对颗粒物生成的影响。结果表明:低温状态下,烟煤和褐煤收集到的总颗粒物质量较高温状态下明显增加;高温状态下,两者颗粒粒径分布在1.0~10μm区间内质量增加,粒径峰值分别出现在0.18~<0.32μm、0.32~1.0μm
期刊
我国老年人群体具有人口总量大以及增长速度快等特点,老龄化态势日益严峻。老年人口比重的不断上升加重居民家庭的经济负担,养老问题成为社会关注的热点问题。“十四五”规划提出要推行积极应对人口老龄化国家战略,发展多层次、多支柱养老保障制度,扩大企业年金覆盖面,规范发展第三支柱养老保险。在上述背景下,我国政府应不断丰富和完善相关养老政策与制度,同时居民应充分发挥自身能动性,积极配置养老资产。具备一定的金融素
学位