以双氧水为氧源的绿色氧化技术的研究

来源 :中国科学院化学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jamesleehp1111
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随着绿色化学的兴起,人们日益重视化学反应过程的绿色化。利用绿色氧化剂,特别是双氧水,在绿色的介质水或离子液中进行的环境友好的绿色氧化过程已成为处理有机污染物或选择性有机合成的备受关注的氧化技术。双氧水是目前应用最为广泛的环境友好氧化剂之一,其价廉易得,活性氧含量高,并且反应副产物只有水。当双氧水能被催化剂有效地分解为羟基自由基时,其作为一种强氧化剂可以达到降解有机污染物的目的,而当双氧水能被催化剂有效地活化生成活性过氧物种(如PW12O403-变为[PO4{W(O)(O)2}4]3-)时,其可以作为高选择性的氧化剂合成有机化合物。本论文以发展绿色氧化技术、合理高效地利用双氧水为目标,研究了可见光下NaY型分子筛活化双氧水有效地降解有机污染物和绿色介质离子液中杂多酸活化双氧水高选择性地氧化烯烃。   主要研究内容如下:   1.在可见光照射下,NaY型分子筛可以有效地活化双氧水降解染料污染物。NaY型分子筛是一种常见的异相催化剂,其可以接受来自染料激发态的电子,然后有效地传递这个电子给双氧水使其分解成羟基自由基。羟基自由基是一种强氧化剂,它可以在室温下氧化降解染料污染物。通过分子筛的拓扑结构、硅铝比和平衡阳离子等对有机染料降解活性的对比,研究还揭示了分子筛的组成和结构的影响。   2.离子液(如[bmim][PF6])可以促进Keggin型杂多酸([bmim]3PW12O40)活化双氧水环氧化烯烃。相对于传统的有机溶剂,离子液存在下催化体系展示了高的转化率(TOF离子液=289;TOF氮甲烷=1.3)。磷核磁共振谱的动力学研究揭示了在离子液[bmim][PF6]中活性过氧钨物种([PO4{W(O)(O)2}4]3-,Venturello复合物)能快速生成。同时,离子液的阴离子,如PF6-和[(CF3SO2)2N]-,在烯烃的环氧化反应起到重要的作用。当我们把离子液的阴离子由PF6-换为BF4-时,转化率和选择性分别从289和99%减少到不足1和12%。
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