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%。
本文結合傳世文獻、居延漢簡與新公布的五一廣場東漢簡牘,討論漢代地方行政中的直符制度。直符史在當值期間的舉劾職責,不但有固定的範圍,而且有穩定的機制,有助維持地方政府
目的分析和研究药源性帕金森综合征(DIP)的主要临床特点和鉴别诊断以及治疗效果。方法回顾性的对本院收治的药源性帕金森综合征患者63例的临床资料进行综合分析。结果全部患
河北中仁化肥有限公司年产28万吨复合肥项目位于河北省邢台市宁晋县盐化工园,投资3.5亿元,总建筑面积52729平方米,拟建设年产28万吨复合肥生产装置,其中年产氨化硫基复合肥15
笔者的硕士学位论文为翻译项目,该项目以人物传记《寻找成吉思汗》为文本进行了汉韩翻译实践工作。全书共20章,中文字数共达10万左右。笔者翻译了本书的全部章节,根据出版需
【正】 由于多年养蚕,蚕农消毒意识逐渐淡薄。消毒设备落后等原因,造成病原积累,量大而面广,蚕病的发生频率、发病种类、危害程度均呈上升趋势。为控制蚕病的发生蔓延,1998年
9月11日的土地拍卖会,房市再现两大“地王”。这对于福州来说,又是一场历史性的土地“争夺性的交战”,在这一天内诞生的两幅“新地王”。刷新了福州土地拍卖史上几项纪录。有业
本文介绍了数字相关频谱仪基带变换处理器的设计过程,对该变换处理器系统的设计来源于上海天文台佘山VLBI观测基地对于单天线宇宙分子谱线的观测需要,用于对接射频接收机和S80S
党的十七大召开以来,榆树市先锋乡民权村村部里格外热闹,村党支部利用建成的党员干部现代远程教育终端接收站点组织学习讨论十七大报告,宣讲十七大精神,畅谈家乡变化和美好前
期刊
针对现有调节风窗的手动风量调节过程存在不能实现对巷道风量实时检测和调节、风量调节精度不高以及工程量大的缺陷,基于微变自动调风技术研究了井下风窗风量自动调节控制装
1924年,英国人贝尔德研制成功了人类第一台电视机——机电式黑白电视机。半个多世纪以来,电视经历了由黑白到彩色,由按键到遥控以及多制式、多画面、超大屏幕等令人眼花缭乱
钢筋混凝土框架结构遭受火灾后,由于混凝土剥落,有效断面减小,强度降低,构件会出现不同程度的变形.对梁、板、柱分别进行加固后,采用应变测量系统进行检测,并根据数据分析及
随着国际分工的发展和细化,全球工序分工与贸易逐渐替代传统分工与贸易形式,成为当今国际分工与贸易的主流。在这种形式下,贸易对象不再是最终产品,而是各个工序(或生产环节)生产的
预测未来将要发生的事件本来就是一件十分困难的事,何况对于只有几年发展历史的电子商务.凑巧的是,本讲座的最后一讲正逢岁末,又值世纪之交,笔者还是想利用这一时机与广大读
广西是我国重要的用材林基地之一,由于桉树的速生、丰产、优质特性,在广西得到了大力推广发展,获得了巨大的经济效益与社会效益,因此我们要加大对桉树保护措施。本文分析了广西桉
摘要:职业是人生的基石,是实现人生价值的重要途径。选择职业是人生的一件大事。高职高专教育是培养专业技术人才的教育,它有很强的技术性和职业性。因此,对于高职院校学生来说,确立生活目标、树立职业理想是其大学生活的重要内容,大学生在入学之初就应该为自己树立明确的职业理想而准备。本文主要介绍了高职院校学生职业生涯规划的意义及存在的问题并在此基础上提出了一些应对策略。  关键词:高职学生;生涯规划;策略  
本文在分析我国会展业的现状和在发展过程中出现的问题后,认为会展行业是一个新兴行业,整个会展行业还没有统一的标准,缺少规范行业有序发展的游戏准則,相对我国其他行业而言,我国
会议
不知你是否到过4月的日本?4月份是日本公司和学校新年度的开始。天气转暖,在大街上来来往往的人群中,脸上都有一种兴奋和期盼的神情。这时,一簇一簇的樱花正开满了街头。 I
也许人们还清楚记得:2005年派拉蒙以16亿美元的价格对梦工厂那场石破天惊的收购。如今才刚刚过去两年,斯皮尔伯格的梦工厂就要面临着遇人不善,另择贤门的尴尬境地。而这次心仪的
用126_Ⅰ标记的纤维蛋白测定淫羊藿总黄酮甙(TFG)对小鼠巨噬细胞(M)纤溶活性的影响,用专一发色底物法测定在TFG作用下小鼠M的纤溶酶原激活剂(PA)的活性。结果表明TFG能使小鼠
说到“大气压强”,我们虽然既看不见,又摸不着,可它却实实在在存在于我们周围。怎样才能感知大气压的存在呢?我们可以利用生活中废弃的塑料饮料瓶做一些小实验来验证大气压的存在。
期刊
我国城市化水平一般是指居住在城市的人口占总人口的比例,它反映一个地区城市发展的水平,也反映了该地区国民经济整体发展水平。而城市化水平作为衡量一个国家和地区城市化的
<正>刘先生的女儿4岁,在私人幼儿园上小班。他发现女儿有一次站着小便,大声呵斥女儿不能这样,女儿却理直气壮地说:"小朋友都是这样的。"原来,他女儿就读的幼儿园厕所不分男女
真空感应炉冶炼高纯镍基合金时,应避免熔池表面产生氧化膜。本文将熔体表面金属的蒸发看作气体流动,依据真空理论推导出熔池液面与真空之间的压强差,并以1.36吨真空感应炉冶
<正>从古代希腊至今,欧洲不断涌现对东方的表述,无论是文本的,还是以绘画等其它形式。然而这些表述最终传达的只是欧洲自身而非东方,是欧洲对自己身份的认同和维护。在艺术史
ue*M#’#dkB4##8#”专利申请号:00109“7公开号:1278062申请日:00.06.23公开日:00.12.27申请人地址:(100084川C京市海淀区清华园申请人:清华大学发明人:隋森芳文摘:本发明属于生物技
本文以粉煤气化工艺中的关键单元操作之一——通气料仓下料为研究背景,以玻璃微珠粉体为实验模拟介质,采用高速摄像仪研究了二维通气料仓内气泡的特性,重点讨论了通气料仓内
通过对我国网络游戏现状的分析,简述了网络游戏广告的作用。对一些具有代表性的网络游戏广告用语进行了互文性分析,阐述了这些广告所使用的一些互文方式、作用方法和最终目的
由中国汽车工业总公司和中国国际贸易促进委员会主办的“AUTO CHINA 96”于98年6月18日——24日在北京国际展览中心隆重举行。本届展览会共有25个国家和地区的近1000家厂商参
摘 要:最近,姜文导演备受关注的作品《一步之遥》上映,可是关于电影究竟是“好”还是“坏”一时间成了大众争论的焦点。有的人说它内涵极为深刻,有的人却称它是皇帝的新衣。“充满政治寓意”、“故弄玄虚”、“批判现实”、“叙事混乱”,人们给《一步之遥》贴上了不同的标签,那么《一步之遥》究竟是一部怎样的电影呢?我认为单纯地说“好”或者“坏”都是不准确的。就电影本身的结构而言,它是有缺陷的。但在中国电影风格单一
【正】 近几年来,为了适应城市经济改革和发展的需要,我国中等教育结构改革的进程大大加快,中等职业技术教育迅速发展,出现了一批城市职业(技术)教育中心。据不完全了解,较早
期刊
创建“品质农行”,其核心要义就是要加强经济资本管理,提高经济增加值,增强价值创造能力,引领基层行经营管理走资本节约型、内涵集约型发展之路。本文拟以农行襄阳分行的实践探索
期刊
为了研究探测高度对土壤激光等离子体的影响,调节收集系统处于11个不同高度进行实验,选取锌的472.21nm特征谱线作为分析线。实验结果表明,随着探测高度的增加,谱线强度、信背
数学相较于其他学科多了一丝严谨,同样,也夹杂了些许乏味.那么如何培养学生学习数学的兴趣,让学生在数学学习中找到乐趣呢?教师可以巧妙运用游戏元素,在教学中结合游戏,通过
随着我国社会经济的飞速发展,各类企业财会缺口的逐渐增大,我国财务管理本科专业人才的培养提出了更高的要求和挑战。但随着市场竞争的日益激烈化,传统的财务管理本科“核算型”
1 果花期和幼果期主要病虫害的防治 果花期和幼果期最主要的病虫害有炭疽病、白粉病、扁喙叶蝉和横线尾夜蛾等。果炭疽病是有潜伏侵染性的病害 ,为害果嫩叶、嫩梢
本文通过36例急性糖尿病酮症酸中毒(DKA)患者救治过程中发生的误诊误治原因进行分析,指出糖尿病以及DKA临床常见误诊的几种类型。论述了DKA的基本特征,救治要领,以及容易漏诊
回族口承非物质文化遗产内容丰富,种类众多。相关政府部门和学者积极有为,在抢救和保护回族非物质文化方面作出积极努力并取得一定成效。但在全球化和现代化的冲击下,回族口
目的探讨双硫仑样反应的作用机制及防治方法。方法对我院83例双硫仑样反应的临床表现、治疗及转归进行回顾性分析。结果83例均诊断明确,其中58例静滴头孢菌素后1-72h饮酒,25例
火山熔岩溢流到下伏地层之上,使地层表层经受高温过程形成烘烤层。当该烘烤作用是本岩层的最后一次热事件时,方符合热释光技术测年龄的采样要求。本样品采自山西省大同县阁