化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  均相催化剂多相化研究取得新进展
均相催化剂多相化研究取得新进展
2018-01-12 12:53:42来源:元素商城

元素百科为您介绍均相催化剂多相化研究取得新进展。近日,中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室覃勇研究团队提出了利用扩散限制的原子层沉积(Diffusion-limited Atomic Layer Deposition,ALD)实现均相催化剂多相化的普适性方法。该方法通过在介孔分子筛孔口选择性沉积金属氧化物构筑中空铆钉结构,孔口孔径大小能够由纳米级精准调控到分子大小级别,可应用于各种均相催化剂在孔道内的物理封装,封装后的均相催化剂能够保持或提高均相催化剂的活性和手性催化选择性,并具有超高的重复使用性。

 均相催化剂多相化研究取得新进展.jpg

金属配合物催化剂,特别是手性均相催化剂,在化工、生物和医药等行业的发展中占据着重要地位。但这些均相催化剂往往存在难回收和产物分离的问题,使得其应用的成本较高,残留在产品中的催化剂还存在导致环境和产品质量问题的风险。将均相催化剂固载获得多相催化剂,是实现其有效分离和重复使用的重要方式。与传统的共价键固载型多相催化剂相比,以非共价键封装均相催化剂到中孔或介孔分子筛孔道中构筑纳米反应器,可保持手性配合物自由度和活性。

ALD是一种先进的薄膜沉积技术,在催化剂结构精准设计方面具有很好的应用前景。近年来,研究团队在前期丰富ALD沉积经验和催化剂结构设计基础上,将ALD过程中前体在多孔材料孔道中的扩散规律,应用于封装均相催化剂于介孔材料的孔道中。以介孔分子筛SBA-15封装金属配合物Co(salen)为例:首先通过真空浸渍法将Co(salen)浸渍到纳米管道内。然后以四异丙醇钛(TIP)和H2O为ALD前体,在孔口附近选择性地沉积TiO2形成带孔铆钉结构。通过控制TiO2的沉积循环次数,可将SBA-15孔口尺寸调整到催化剂分子大小以下(0.8nm),从而实现金属配合物的封装。通过改变TIP的脉冲时间(扩散时间),可控制其TiO2在孔道中的沉积深度,从而改变铆钉的长度。以Co(salen)催化环氧丙烷不对称水解拆分为探针反应,当脉冲时间固定为1.5s时,改变ALD循环数调控孔口大小,200循环时催化剂获得最优的活性、对映选择性和重复使用性,重复使用后8次仍保持较高的性能。测试表明,催化剂孔口的孔径减小到Co(salen)分子大小,铆钉结构扩散深度为1.1微米。脉冲(扩散)时间对应于ALD沉积的深度,随着脉冲时间从0.5s增加到8.5s,TiO2在SBA-15中的沉积深度由550nm增加到5.5μm。根据孔道的长度,可以选择合适的短扩散时间实现配合物分子的封装,较短的扩散时间能够获得更大的空间来封装配合物分子,得到较高的催化反应活性。

此方法为均相催化剂多相化提供了一种更加简单、精确的方法。该方法具有很好的普适性,可应用于Co(salen)、[(salen)Ti(μ-O)]2等各种配合物在各种介孔分子筛孔道(SBA-15、MCM-41、SBA-16等)中的封装,根据配合物分子和分子筛孔径大小简单调整工艺实现封装,获得可重复利用的高效催化剂。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 材料及新材料材料化工  
相关专题: 催化剂
相关阅读:
●   研究人员开发出新型高效的碳纳米材料制备方法
元素百科为您介绍研究人员开发出新型高效的碳纳米材料制备方法。碳纳米材料因其优异的导电性、化学稳定性以及独特的微观结构在工业生产中表现出巨大潜力,一般通过低蒸气压天然产物或碳化合成聚合物制备,这种制备过程存在明显的缺点,例如难设计所得产物的微观结构和化学组成,聚合过程复杂缓慢。 到目前为止,如何低成本、高度可控可大规模制备所需成分和结构的碳纳米材料仍是一项巨大的挑战。来自中国科学技术大学的......
●  《自然—材料》:首次发现铁基高温超导材料的新型一维拓扑边界态
元素百科为您介绍首次发现铁基高温超导材料的新型一维拓扑边界态。近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室王征飞教授与美国犹他大学刘锋教授,清华大学薛其坤院士、马旭村研究员,中科院物理所周兴江研究员合作,首次发现了铁基高温超导材料中的一种新型一维拓扑边界态,该成果在线发表于《自然—材料》杂志。 拓扑超导材料研究自然界中至今还没有发现拓扑超导材料,如何设计寻找拓扑超导材料已成为研究人......
●  材料化学研究方法有哪些,发展前景如何
化学词典为您介绍材料化学研究方法及发展前景,材料化学是一门新兴的交叉学科,属于现代材料科学、化学和化工领域的重要分支,是发展众多高科技领域的基础和先导。材料化学在原子和分子水准上设计新材料的战略意义有着广阔应用前景。 材料化学研究方法材料的化学分析方法可分为经典化学分析和仪器分析两类。前者基本上采用化学方法来达到分析的目的,后者主要采用化学和物理方法(特别是最后的测定阶段常应用物理方法)......

您确定要从购物车中移除吗???