含氮有机聚合物催化CO2环加成反应的研究

来源 :刘超 |
大气中CO2含量的上升对地球生态系统和人类生存造成了严重威胁。同时,CO2还是一种易于获得的工业原料,它的捕集与利用对实现碳达峰、碳中和具有重大战略意义。由于CO2和环氧化物环加成反应符合绿色化学的原则,且产物环
大气中CO2含量的上升对地球生态系统和人类生存造成了严重威胁。同时,CO2还是一种易于获得的工业原料,它的捕集与利用对实现碳达峰、碳中和具有重大战略意义。由于CO2和环氧化物环加成反应符合绿色化学的原则,且产物环状碳酸酯具有广泛应用,因此该反应是一种很有前景的化学反应。但是,CO2分子的化学惰性限制了该反应的进行,需要开发高效的催化剂来活化CO2分子。其中,含氮有机聚合物是一类非常重要的催化剂,该聚合物可以与CO2分子相互作用活化CO2,还可以通过功能化修饰的方式来调控催化剂的结构和性能。但是,金属修饰的含氮有机聚合物存在聚合单体昂贵和制备过程复杂等问题,离子化的含氮有机聚合物存在共催化剂和有机溶剂的使用等问题。因此,本论文主要通过官能团功能化和多级孔引入等策略制备了高催化活性的含氮有机聚合物,应用于催化CO2环加成反应。选取富含胺基的聚乙烯亚胺(PEI)与共催化剂(Zn X2)组成Lewis酸-碱双组份催化体系PEI/Zn X2。其中,PEI中的伯胺、仲胺及Lewis酸性的锌离子可以活化环氧化物;PEI中的含氮基团伯胺、仲胺和叔胺作为Lewis碱可以活化CO2,Lewis酸-碱位点协同作用高效催化CO2环加成反应。通过共催化剂的筛选表明,PEI与Zn I2的协同催化效果最佳,在100°C、1.0 MPa和3.0 h条件下实现CO2和环氧丙烷(PO)环加成反应的高效催化转化,碳酸丙烯酯(PC)产率和选择性为95%和96%。由于Zn X2在空气中存在易于潮解的问题,因而为了避免Zn X2的使用以及在更温和条件下催化效率的提高,进一步制备了金属修饰的吡啶-聚乙烯亚胺有机聚合物(M-Py-PEI)。配位的金属离子可以活化环氧化物,含氮基团仲胺和叔胺可以活化CO2。在四丁基溴化胺(Bu4NBr)协助下,Co-Py-PEI/Bu4NBr双组份催化体系可以在30°C、1.0 MPa和24 h反应条件下催化CO2和PO环加成反应,PC的产率和选择性均为99%。在连续使用七次后,Co-Py-PEI仍然显示出较好的催化活性。此外,催化体系对分子尺寸较小的环氧化物有较高的催化活性。由于共催化剂的使用不利于产物的纯化和工业应用,并且过渡金属在催化过程中易于流失会造成催化剂的失活及对环境的不利影响,因而本研究进一步发展了单组分的含氮有机聚合物催化剂,一锅法制备得到一系列吡啶基离子型有机聚合物Py-POP-X(X=Cl,Br)。该有机聚合物具有丰富的多级孔结构和高的比表面积。丰富的多级孔结构有利于CO2的富集和反应物/产物的传质,吡啶可以活化CO2,同时卤素离子促进了环氧化物的开环,具有催化活性的官能团和多孔结构的存在促进了催化反应的进行。Py-POP-Br催化剂在273 K和0.1MPa条件下具有较高的CO2吸附性能(1.72 mmol g-1),并且在无金属、无共催化剂、无溶剂条件下(120°C、2.0 MPa和8.0 h),可以实现高效催化CO2和PO环加成反应,PC的产率和选择性分别为97%和99%。循环使用四次后,Py-POP-Br催化剂仍然具有良好的催化活性,PC的产率和选择性分别为92%和99%。为了进一步提高单组份非金属催化剂的催化活性,通过将具有Lewis酸性的含硼基团引入吡啶基离子型有机聚合物,成功合成了含有Lewis酸-碱性的硼修饰的吡啶基离子型有机聚合物B-POP-Cl。Lewis酸性的含硼基团可以活化环氧化物,Lewis碱性的Cl–有利于环氧化物的开环。并且B-POP-Cl具有丰富的多级孔结构和较高的比表面积,因而其对CO2有较高的吸附能力(1.46 mmol g-1,273 K和0.1 MPa)。在120°C、2.0 MPa和5.0 h且无共催化剂和无溶剂使用条件下,B-POP-Cl可以实现CO2和PO环加成反应的催化转化,PC的产率和选择性分别为94%和99%。
本文以高职院校视觉传达艺术设计专业的内涵建设为基础,以湖北交通职业技术学院人文与艺术设计学院视觉传达艺术设计专业的实践性教学为例,探讨其在教学理念、课程设置、教学
随着陈凯歌新作《道士下山》的上映,似乎是预料中的,大众话语平台上的狂欢者们再次找到了“愚人王”。数不清的棍棒和口水瞬间淹没了此前网络上那篇陈本人所撰的《对你说》。耳
报纸
为了解决课程衔接不理想、融合不充分的问题,对模具专业骨干课程进行系统的项目化改革,构建基于项目共享的课程体系。采用理论联系实际的项目化教学方式,使各门课程尤其是理
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
目的分析广西壮族自治区乡镇卫生院领导在岗培训情况及对培训知识的需求,为有关部门制订培训内容与计划提供依据。方法采用多阶段整群随机抽样方法,对广西54家乡镇卫生院的119
2006年4月13日上午,第九届全国饲料添加剂大会在浙江杭州之江饭店会议中心三楼报告厅隆重召开。此次大会是由中国饲料工业协会主办的两年一次的行业盛会。
目的 探讨创伤病人损伤严重程度与其住院不同时间营养不良的关系.方法 对外伤后24 h内入院的120例创伤病人,入院首日依据创伤严重程度评分(ISS)分为轻度损伤、中度损伤及重度损
目的:分析某肿瘤医院门诊乳腺癌患者内分泌治疗用药情况,促进临床合理用药。方法:采用回顾性研究方法,对该院2013年门诊乳腺癌患者内分泌治疗用药情况,应用Excel软件对用药频度
研究了高温对海芋(Alocasia odora C.Koch),山茶(Camellia japonica L.)净光合速率(Pn)的影响。结果表明:在高于最适温度时二者Pn下降,但海芋下降幅度小,即使完全消除气孔限制,也未能
动漫艺术是将人类生活纳入自己反映范围的艺术门类,所以动漫中的服饰设计必然与现实中的服饰设计有着千丝万缕的联系。笔者就针对服装设计与动漫服装设计之间的区别与联系,分析
在教育理念不断创新的今天,"以书本为中心,以教师为中心"的传统教学模式已经被淘汰,取而代之的是以学生为本的教育,那么如何建立师生互动、生生互动、互教互学的课堂模式,使
著名医学杂志《高血压》于今年6月发表了日本学者的最新研究文章,介绍“血压晨冲”的危害和治疗对策。问题在于,当前不论在医务人员还是患者中,都有不少人对“血压晨冲”的危
这篇访谈汇编于2000至2003年间。访谈始于2000年,当时我们与朱迪斯·巴特勒取得联系,问她是否愿意接受《国际性与性别研究》特刊诸位作者的提问。巴特勒欣然应允,并回答了这
教育改革已经开展了一段时期,在这一新的形势下,各个教育机构积极响应,也采取了各种各样的措施去执行,尽管花费了大量的资源去确保新课改的顺利进行,但是在高中语文教学方面
张荣国是长江水利委员会设计院副院长,教授级高级工程师,1991年起享受国务院核准的政府特殊津贴。现任湖北省政协副主席、台盟湖北省委主委;他是第八届、第九届全国人大代表。1956年,张荣
鲎试剂检测热原时供试品的最适PH值为6.0~7.2,而葡萄糖注射液PH值为3.2~5.5,故应加以调节。临用时调PH易于污染,影响结果。因此,我们采用磷酸盐缓冲溶液代替生理盐水溶解鲎试
Long-term glucocorticoid use may result in sustained suppression of one or more secreted components from the hypothalamo-pituitary-adrenal axis, and often resul
当前,新型冠状病毒肺炎疫情防控进入关键时期,各地在全力做好疫情防控工作的同时,多措并举推动企业有序复工复产。落实分区分级精准复工复产,针对不同风险地区分类施策。在此过程中,工业互联网平台作为工业全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽,成为降低疫情不利影响、助力企业复工复产、保障经济平稳运行的重要载体。  工业互联网平台  提升复工复产效率  1.围绕有序复工,提高科学防疫水平。工业互联网平台快速响应
本论文利用近年来(2009-2016年)高密度台站小时降水数据、台站与卫星融合降水数据、卫星反演亮温数据与再分析资料,从气候角度深入降水事件展开分析,揭示了北京平原地区不同来向降水时空演变特征及其对应的大尺度环流条件。本文基于EOF等方法提出了降水系统来向的分析方法,并结合卫星和台站融合降水资料以及卫星反演亮温数据,对不同来向降水事件的小时尺度降水特征进行深入分析。以此为基础,本论文分析了北京平原
学位
《德意志意识形态》(以下筒称《形态》)是马克思和恩格斯1845-1846年合写的著作。这一著作第一次比较系统地论述了唯物史观,为无产阶级和劳动群众提供了科学的世界观和方法论。
我国的新股发行核准制扭曲了市场力量,建立以信息披露为核心的注册制是改革方向。从核准制到注册制改革的过程乃从行政力量到市场力量回归的过程,在这一过程中,现有的发审委
该文针对我国快速城市化背景下,大学城公建带与城市间相互作用以及公建带建设与城市发展的关系,指出公建带建设将对城市发展产生集聚效应、辐射效应、共享效应和互动效应,并
在我国现代社会中,人际关系发生了显著变化。本文在市场经济法则下探讨人际关系,论述了东西方不同的人际关系模式及其对管理的影响,分析了我国企业与员工、企业与政府间的关
社会的变化发展促使人们使用新的词语来交流表达,旧词衍生新义是新词产生的一个重要途径,认知语言学认为隐喻和转喻是词语语义衍生扩展的重要途径。
通过基于稳态平板法的导热仪对再生砖骨料混凝土(RBAC)进行导热系数试验,研究了不同再生砖粗骨料取代率、再生砖细骨料取代率(0%,40%,70%,100%)对混凝土导热系数的影响。试验
本文介绍了广东省造纸工业产品结构的状况,对其特点和存在的问题进行了分析,并对产品结构调整提出了一些意见和建议.
建校十五年来,五邑大学以清醒的认识、适宜的举措在引进人才、稳定人才、培养人才方面,做了大量卓有成效的工作,使学校积聚了一批优秀人才,为学校的发展、地方经济的腾飞提供了有
在各行各业活动中,发现、发明和革新不断涌现,这是人类经验积累、科学发展的必然结果,也是探索者,“有心人”智慧与汗水的闪光。近年来档案界亦有大发明,如陕西省档案馆李玉
空间与图形教学是小学数学教学重要的一个方面,也是十大核心素养之一,更是学生学习的一个难点。它必须要借助学生已有的生活经验,获取几何的初步知识,发展学生的空间观念,建
摘要:世界遭受金融危机之后,经济形势开始变得复杂多样。企业之间的竞争也越来越激烈,因此,企业必须变革自身的管理模式来应对外界多变的生存环境。企业管理的核心问题已从传统的以市场为导向转化为以顾客为导向的价值管理,人们逐渐开始对价值链管理模式重视起来。  关键词:价值链;管理模式;企业财务管理  中图分类号:F275 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2014)09-00-02  一、价值
期刊
设计了一套矿井提升机变频节能运行系统,此系统由提升机、数据采集卡、变频器、RS232-485转换器和上位计算机监控程序组成,实现了矿井提升机节能运行及远程监控。系统采用变
合钢共有4座高炉,1#、2#为1OOm3高炉,3#为300m3高炉,4#为350m3高炉,均为湿法除尘,2003年合钢将2#100m3拆除,新建一座400m3高炉,同时高炉煤气由湿法除尘改为干法布袋除尘,2004年9月
会议
上海起重运输机械行业协会 是以上海市起重运输机械行 业企事业单位为主自愿组成的跨地 区、跨部门、跨所有制的非营利性 的行业性社会团体法人,由全国著 名劳模“抓斗大王”
滥觞于古希腊和古罗马时代的陪审制度,堪称人类文明进程中迄今历史最为悠久、生命力最为顽强的一种司法制度。从一定程度上讲,陪审制度不仅跨越了地域上的空间屏障(东西方国
立春过后,冰雪融化,种子发芽,开了春就又到了耕地播种的大忙季节,而购买种地所需的化肥、种子等农资产品,也就顺理成章地成了农民的头等大事.据了解,时下很多农户仍延续一家
水是生态系统的控制要素,河湖是生态空间的重要组成,水利是生态文明建设的核心内容。全面推行河长制,是推进生态文明建设的必然要求,是解决我国复杂水问题的有效举措,是维护
大学毕业到现在,社会的变迁与进步在我眼前一一掠过。随着互联网科技的高速发展,我的同学、我的客户、我的朋友都在使用各种社交软件,这让我萌生建立一个互动平台的想法,通过
摘要:本文针对高压开关机械特性在线监测技术的特殊环境,提出了硬件采用二阶巴特沃斯低通滤波,软件采用布莱克曼窗99阶FIR数字滤波和133点简单平滑滤波相结合的数字滤波方法,实现了对高压开关机械特性的在线监测。  关键词:高压开关;机械特性;在线监测;数字滤波  中图分类号:TM564.2  一.引言  随着智能电网建设的逐步深入,高压开关作为智能电网中的关键组成部分,在智能电网中的作用凸显,而高压
期刊