有机多孔材料的合成及催化应用

来源 :辽宁石油化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xionglongyan0817
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二十一世纪,材料成为了众多研究领域的一个研究热点,并被称作当代文明的支柱。同时对于我国工业发展,材料也发挥着不可替代的作用。有机多孔材料作为一种新兴材料,有着种类繁多,结构多样的特点。目前为止,应用最为广泛且研究较多的主要包括以下几种有机多孔材料:结晶性有机多孔材料(COFs),共轭微孔有机多孔材料(CMPs),超交联有机多孔聚合物材料(HCPs),自聚微孔有机聚合物材料(PIMs),有机多孔芳香骨架聚合物材料(PAFs),金属有机骨架多孔材料(MOFs)。有机多孔材料有众多的突出的特性,这也促使有机多孔材料可以在多个领域有重要的应用价值。例如,其具有稳定的孔道和高比表面积,这可以将多孔材料应用在气体储存于分离;其良好的热稳定性和化学稳定性可以应用于光电领域和传感领域:其可修饰性可以负载不同的金属和引入不同的功能基团,可以应用在催化领域。通过多步有机反应制得有机单体,通过水热合成法,与金属锆组装得到金属有机骨架材料UiO-67-Sal-CuCl2、UiO-67-Sal-Cu(NO32和UiO-67-Sal-Cu(OAC2,并使用多种表征仪器对三种金属有机骨架材料进行表征,其中包括电感耦合等离子发光仪测(ICP-AES)、X-射线多晶体粉末衍射仪(XRD)、热重-差热分析仪(TGA)、红外显微光谱仪(FT-IR)、场发射电子扫描显微电镜(SEM)、高分辨透射电镜(TEM)。同时重点考察了UiO-67-Sal-CuCl2、UiO-67-Sal-Cu(NO32和UiO-67-Sal-Cu(OAC2作为催化剂,利用氧气氧化多种醇的催化效果。研究表明UiO-67-Sal-CuCl2作为催化剂,氧气可以有效的氧化苯甲醇、脂肪醇、杂环醇等转化为相应的醛,并且在循环使用4次后,UiO-67-Sal-CuCl2的催化活性和选择性没有明显变化。以均苯三酸为有机配体,与金属锆配位,得到金属有机骨架材料,CuBTC。利用X-射线多晶粉末衍射仪(XRD)、氮气吸附-脱吸附仪定、热重-差热分析仪(TGA)对材料进行的表征。同时,研究了CuBTC作为催化剂,利用氧气氧化芳香族、脂肪族、杂环类等多种醇类的催化氧化反应。结果表明CuBTC具有较好的催化活性以及底物适应性。
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