噻唑基配体构筑MOFs的合成及CO2环加成反应催化性能

来源 :沈阳师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lkjall
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二氧化碳(CO2)作为一种温室气体,已经引起了一系列的环境问题。那么,将CO2进行合理的转化成为了科学家们研究的一个热点。其中,环氧化物与CO2的环加成反应生成环状碳酸酯是一条既绿色环保,又可实现CO2高效转化利用的有效途径。金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)由于其独特的自身性质与结构特性,使其在气体储存与分离、生物医药、荧光、传感和催化等许多方面都有着潜在的应用前景,也受到了越来越广泛的关注。将MOFs材料应用于催化CO2环加成反应中这一研究方向逐渐成为了研究热点。本文设计得到了一种配体H2btdb,并通过溶剂热法,利用其合成了三种含有具有不同金属中心的MOFs材料,并分别对其进行了催化CO2环加成反应的性能研究。本论文主要包括以下三个部分:1.通过一系列的有机合成,设计得到了一种配体4,4’-(苯并噻唑-4,7-二取代)-二苯甲酸(H2btdb),通过对其结构的表征分析发现,得到的配体H2btdb是一种具有噻唑功能基团的线性二羧酸配体。2.通过溶剂热法,利用配体H2btdb分别与Zn(NO32·6H2O和Co(NO32·6H2O,设计合成了两种具有三维穿插结构的MOFs材料,即Zn(btdb)(DMA),Zn-btdb和Co(btdb)(DMA),Co-btdb。通过对这两种材料进行CO2环加成反应的催化性能研究发现,在80 oC,1MPa CO2的条件下,通过助催化剂TBAB的协同作用,这两种材料催化氧化苯乙烯与CO2环加成反应5小时,氧化苯乙烯的转化率均可达到99.99%。在相同条件下催化不同环氧化物进行CO2环加成反应,也具有一定的催化效果。以上数据均表明,这两种催化剂均具有一定的催化性能。3.通过溶剂热法,利用配体H2btdb和Pb(NO32,设计合成了一种具有二维平面结构的MOFs材料,即Pb(btdb)(DMF),Pb-btdb。通过对Pb-btdb对CO2环加成反应的催化性能研究发现,在80 oC,1MPa CO2条件下,通过助催化剂TBAB协同作用,Pb-btdb催化环氧丙烷与CO2环加成反应5小时,环氧丙烷的转化率可达到80.16%。在催化不同反应物进行CO2环加成反应时,虽然条件略有不同,但也具有一定的催化效果。以上数据均表明,Pb-btdb具有一定的催化性能。
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