Pt@UiO-66-NH 2 复合材料对肉桂醛选择性加氢还原反应机理理论研究
发布时间：2021-11-08 03:04
由于金属有机框架材料（Metal-organic frameworks,MOFs）的活性中心密度高和开放可调的通道有利于反应物和产物的扩散等均相和非均相催化剂优点,催化已经成为了MOFs材料最先发展也是发展最快的领域之一。MOFs相关材料可以用于多种类催化反应,如Lewis酸碱催化,氧化还原催化,环加成催化,光催化等反应当中,具备多样可适性。在多相催化方面,MOFs除优于传统材料为改善传质效率、选择性催化等方面外,经特殊设计的MOFs催化材料在结构上还有较高的机械强度和良好的化学稳定性等特点,使MOFs材料同时具备了均相催化剂和多相催化剂的特点。目前,负载金属纳米粒子的金属有机骨架材料在合成和催化方面取得了大量的研究成果,但是人们对材料的组成和微观结构却缺乏深入的了解,这不仅阻碍了这种材料的进一步研究,而且增加了同类材料的设计的难度。计算机理论模拟结合密度泛函理论的方法可以帮助我们进一步揭示金属纳米颗粒在MOFs孔道中的微观结构,模拟催化反应过程中的反应路径,计算相应不同路径的反应可行性,为之后设计复杂的复合材料提供相应的理论指导及支撑。本文中,我们主要选取Pt@UiO-66-NH
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
肉桂醛选择加氢的几种反应路径
第一章绪论5构可设计性与可调控性、高度有序的孔道、高比表面积等优点[60]，已经发展成为当前化学和材料科学等重要领域的一个研究前沿与热点，将广泛应用潜能于催化、气体吸附、气体分离、电化学、荧光医药等多方面领域[61-64]。在过去的20年中，金属有机骨架（MOFs）受到了广泛的学术研究，并且正在以工业规模出现[65]。当前，在WebofScience中搜索关键字“metal-organicframework”和“MOF”时，有超过14000个相关匹配项。然而，对MOFs结构的研究主要集中在少数几类材料上。图1.2列出了在WebofScience中同一时间不同种类的材料相关文献数量。从图1.2中，我们很容易发现超过1000篇文献数量的原生MOFs材料的名称，而低于1000的原始MOFs材料的研究数量则呈下降趋势。其中，由于易于合成，较高的相对稳定性和某种特性应用范围，促使了ZIF-8，MIL-101，UiO-66，MOF-5，HKUST-1等原生MOFs材料在科学研究中有着非常高的关注热度。图1.2WebofScience中同一时间不同种类的材料相关文献数量1.3.2金属有机骨架（MOFs）材料在催化方面的应用MOFs材料由于活性中心密度高和开放可调的通道有利于反应物和产物的扩散等均相和非均相催化剂优点[66,67]，催化成为了MOFs材料最先发展也是发展最快的领域之一。截至目前，MOFs相关材料可以参加多种类催化反应，如Lewis酸碱催化，氧化还原催化，环加成催化，光催化等[68,69]反应当中，具备多样可适性。在多相催化方面，MOFs除优于传统材料为改善传质效率、选择性催化等这一方面外，经特殊设计的MOFs催化材料在结构上还有较高的机械强度
第一章绪论8图1.3负载型纳米催化剂形貌图由于MOFs具有非常广泛的拓扑结构，所以它非常适合用于催化设计可以包含多种元素，包括金属氧化物和金属氧化物。与传统的负载型MNPs的氧化物催化剂的选择性主要来源于氧化物表面接触的MNPs边沿[81]的缺点相比，MOFs材料由于其孔道特性适合于所需的选择性设计来实现。在对肉桂醛催化选择性加氢方面，Zhang和hu等[44]人使用了一种新的方法，即采用MIL-101、PtNPs和FeP-CMPs合成了MIL-101@Pt@FeP-CMP（图1.4），并使用该催化剂对肉桂醛进行催化加氢试验。结果表明，肉桂醇的转化率为97.6%，选择性为97.3%，TOF值为1516.1h-1。他们一致认为该催化剂优秀的催化性能主要得益于Fe活化了C=O键，使得在之后的加氢催化反应中大大提高了对肉桂醇的选择性。Kuang等[82]人合成了两种结构为柔性的Pt型催化剂Pt@ZIF-8和结构为刚性的Pt@ZIF-71，用于肉桂醛加氢。与Pt@ZIF-71相比，虽然Pt@ZIF-8对肉桂醇的选择性更高，但对肉桂醛的转化率更低，其结果表明，主要是MOFs的限制效应和柔性的结构对催化剂均有影响。由Huang等人设计的PtNi2.20NWs@Ni/Fe4-MOF，通过多孔纳米线（NWs）与MOFs的合成，对肉桂醛加氢反应进行催化。其中，肉桂醛的转化率为99.5%，肉桂醇选择性为83.3%，TOF值77.6h-1，且循环性能良好（5次运行后无明显变化）。图1.4MIL-101@Pt@FeP-CMP结构除了肉桂醛外，醛类还有其他重要的加氢反应。例如，2-甲氧基-4-甲基苯酚是香兰素的加氢脱氧产物，是制药工业中有价值的酚类化合物[83-85]。El-Shall
【参考文献】：
期刊论文
[1]2020年全球香精香料市场规模将达到300亿美元[J]. 张红梅. 中国洗涤用品工业. 2017(12)
[2]桂皮醛药理作用的研究进展[J]. 张利青,张占刚,付岩,徐颖. 中国中药杂志. 2015(23)
[3]Recent advances in selective acetylene hydrogenation using palladium containing catalysts[J]. Alan J.McCue,James A.Anderson. Frontiers of Chemical Science and Engineering. 2015(02)
[4]肉桂醛选择性加氢合成肉桂醇的研究进展[J]. 武文涛,贾颖萍,尹静梅,崔颖娜,周广运. 化工中间体. 2009(04)
[5]肉桂的利用及药理作用[J]. 董万超. 特种经济动植物. 2001(06)
本文编号：3482878
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
肉桂醛选择加氢的几种反应路径
第一章绪论5构可设计性与可调控性、高度有序的孔道、高比表面积等优点[60]，已经发展成为当前化学和材料科学等重要领域的一个研究前沿与热点，将广泛应用潜能于催化、气体吸附、气体分离、电化学、荧光医药等多方面领域[61-64]。在过去的20年中，金属有机骨架（MOFs）受到了广泛的学术研究，并且正在以工业规模出现[65]。当前，在WebofScience中搜索关键字“metal-organicframework”和“MOF”时，有超过14000个相关匹配项。然而，对MOFs结构的研究主要集中在少数几类材料上。图1.2列出了在WebofScience中同一时间不同种类的材料相关文献数量。从图1.2中，我们很容易发现超过1000篇文献数量的原生MOFs材料的名称，而低于1000的原始MOFs材料的研究数量则呈下降趋势。其中，由于易于合成，较高的相对稳定性和某种特性应用范围，促使了ZIF-8，MIL-101，UiO-66，MOF-5，HKUST-1等原生MOFs材料在科学研究中有着非常高的关注热度。图1.2WebofScience中同一时间不同种类的材料相关文献数量1.3.2金属有机骨架（MOFs）材料在催化方面的应用MOFs材料由于活性中心密度高和开放可调的通道有利于反应物和产物的扩散等均相和非均相催化剂优点[66,67]，催化成为了MOFs材料最先发展也是发展最快的领域之一。截至目前，MOFs相关材料可以参加多种类催化反应，如Lewis酸碱催化，氧化还原催化，环加成催化，光催化等[68,69]反应当中，具备多样可适性。在多相催化方面，MOFs除优于传统材料为改善传质效率、选择性催化等这一方面外，经特殊设计的MOFs催化材料在结构上还有较高的机械强度
第一章绪论8图1.3负载型纳米催化剂形貌图由于MOFs具有非常广泛的拓扑结构，所以它非常适合用于催化设计可以包含多种元素，包括金属氧化物和金属氧化物。与传统的负载型MNPs的氧化物催化剂的选择性主要来源于氧化物表面接触的MNPs边沿[81]的缺点相比，MOFs材料由于其孔道特性适合于所需的选择性设计来实现。在对肉桂醛催化选择性加氢方面，Zhang和hu等[44]人使用了一种新的方法，即采用MIL-101、PtNPs和FeP-CMPs合成了MIL-101@Pt@FeP-CMP（图1.4），并使用该催化剂对肉桂醛进行催化加氢试验。结果表明，肉桂醇的转化率为97.6%，选择性为97.3%，TOF值为1516.1h-1。他们一致认为该催化剂优秀的催化性能主要得益于Fe活化了C=O键，使得在之后的加氢催化反应中大大提高了对肉桂醇的选择性。Kuang等[82]人合成了两种结构为柔性的Pt型催化剂Pt@ZIF-8和结构为刚性的Pt@ZIF-71，用于肉桂醛加氢。与Pt@ZIF-71相比，虽然Pt@ZIF-8对肉桂醇的选择性更高，但对肉桂醛的转化率更低，其结果表明，主要是MOFs的限制效应和柔性的结构对催化剂均有影响。由Huang等人设计的PtNi2.20NWs@Ni/Fe4-MOF，通过多孔纳米线（NWs）与MOFs的合成，对肉桂醛加氢反应进行催化。其中，肉桂醛的转化率为99.5%，肉桂醇选择性为83.3%，TOF值77.6h-1，且循环性能良好（5次运行后无明显变化）。图1.4MIL-101@Pt@FeP-CMP结构除了肉桂醛外，醛类还有其他重要的加氢反应。例如，2-甲氧基-4-甲基苯酚是香兰素的加氢脱氧产物，是制药工业中有价值的酚类化合物[83-85]。El-Shall
【参考文献】：
期刊论文
[1]2020年全球香精香料市场规模将达到300亿美元[J]. 张红梅. 中国洗涤用品工业. 2017(12)
[2]桂皮醛药理作用的研究进展[J]. 张利青,张占刚,付岩,徐颖. 中国中药杂志. 2015(23)
[3]Recent advances in selective acetylene hydrogenation using palladium containing catalysts[J]. Alan J.McCue,James A.Anderson. Frontiers of Chemical Science and Engineering. 2015(02)
[4]肉桂醛选择性加氢合成肉桂醇的研究进展[J]. 武文涛,贾颖萍,尹静梅,崔颖娜,周广运. 化工中间体. 2009(04)
[5]肉桂的利用及药理作用[J]. 董万超. 特种经济动植物. 2001(06)
本文编号：3482878
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3482878.html
