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%。
<正> 给出完善可信的极限参数是提高功率晶体管使用可靠性的一个重要因素。目前我国晶体管手册中对功率晶体管给定的极限参数一般为I_(cm)、P_(cm)和BV_(CEO)三项。实际上这
文化软实力的竞争已经成为21世纪国际竞争的重心,而电影又是文化软实力的核心竞争力。笔者试图建立一个以电影作品为核心,以软实力体系和硬实力体系为内在因素,以政治经济总
<正>北京航天自动控制研究所(以下简称"自控所")成立于1958年4月,是我国组建最早的航天运载器控制系统总体设计单位,主要从事航天控制与信息领域专业技术研究,承担导弹武器、
电视文化对现实的虚构与简化误导了青少年对世界的认识 ,青少年长期观看电视不利于语言表达能力和思维能力的开发 ,不利于青少年创造性和独立个性的发展 ;电视行业应以宏扬时
王某驾车撞人案经上海市高级人民法院终审,判决被告人王某构成故意杀人罪。但案件在审判过程中存在很大争议:一审法院判决王某构成以危险方法危害公共安全罪,王某的辩护律师却认
一、背景分析学生在前面已经学习了有理数、数量与数量之间的关系、整式及合并同类项等知识,学生学会了用抽象的文字代替具体的数,也就是用符号表达某种对象,通过这一课题的学习
期刊
从上世纪80年代后半期开始,包头东河区教育局成功地组织了几次当代教育名师的讲学活动:1987年邀请了任教于辽宁鞍山十五中的全国著名特级教师欧阳代娜老师,1991年邀请了我国当代
知识经济时代,知识已经成为重要的资源。随着我国综合国力的不断提升,知识产权已经成为国家科技创新综合实力的重要体现。高校是知识产权的重要来源地,高校如何贯彻实施《高
奶牛腐蹄病是奶牛养殖过程中的常见疾病,会影响到奶牛健康、产奶量和乳品质,对奶牛养殖效益产生较大的影响。对奶牛腐蹄病的防治方法进行了介绍。
08 4 75型道岔捣固车是普拉塞公司于 2 0世纪 80年代中期研制的一种先进机型。该机主要用于道岔区段线路的起拨道、抄平及捣固综合作业 ,也可用于区间线路。该机的主要结构
与曼谷的繁华喧闹大都市形象不同,清迈以宜人的景色、舒适的气候、慢节奏的生活、悠久的文化遗址独得"小清新"们的青睐。作为泰国最大的一个府、第二大城市,泰北的中心城市,清
为了对比普通最小二乘法与加权分位数法的异同,并选择能够衡量我国跨国公司盈余管理程度的有效方法,按照跨国公司的定义,把2013年我国沪深两市上市公司分为跨国公司和非跨国
用药物将鱼麻醉,使其呈类似休眠状态,不能游泳和跳跃,呼吸频率减慢,代谢降低,耗氧减少,这样可以大密度长途运输活鱼。选用药物的原则是对鱼药效高,对人无害,易缓解苏醒,价廉易购,使用方
通过构建模型,综合采用了特尔斐法、多因素综合法、趋势分析法等研究方法对新乡市高新区土地集约利用水平进行评价。评价结果表明新乡市高新区土地集约利用总体水平较高,同时也
目的探讨二氧化氮长期暴露对高血压发病的影响。方法于2009年3—12月,采用随机整群抽样方法,将中国北方四城市天津、沈阳、太原、日照的37 386名符合标准的居民纳入研究,并开展随访调查。采用问卷调查的方法获得人口学、生活方式、疾病史等信息,由研究对象自述高血压的患病情况。以从纳入队列至高血压发病期间内NO2的年平均浓度作为暴露估计值,采用Cox比例风险回归模型分析NO2暴露对高血压发病的影响;并
该文从挂篮荷载计算、施工流程、支座及临时固结施工、挂篮安装及试验、合拢段施工、模板制作安装、钢筋安装、混凝土的浇筑及养生、测量监控等方面人手,介绍了S226海滨大桥
JSY2000-26(DES-3Y)数字程控用户交换机取得入网许可证1995年11月,由邮电第六实验工厂自行研制开发生产的JSY2000-26(DES-3Y)数字程控交换机通过了邮电部生产定型鉴定并取得了入网许可证。受邮电部科技司委托,邮电部教育司
7月7日 多云  看到题目,你一定以为我的朋友是男生吧?一个词“N O”!人家可是肥嘟嘟的大块头女生咧!  她叫武豪,“小豪子”只是我们在玩时取的名字。小豪子,不是本地上,老家在连云港。从二年级便转过来和我同班四年。说到小豪子的性格,我可是一清二楚——  小豪子,总是丢三落四的。每回写完作业,她都随便往书包里一塞。明天早上交作业时,又忘记放哪儿了,她只好把书包里的书“哗”的一声全倒在地上。哇!什么
著名法籍华人艺术家熊秉明先生,1922年生于南京,他的父亲熊庆来先生是中国数学的奠基人,早年曾任清华大学数学系主任,是云南大学第一任校长.
期刊
随着时代的进步和我国社会市场经济的高速发展,人们对现代会计实践提出了更高的社会要求,在会计实践当中公允价值已经成为了一项重要的内容,并且在一定程度上引起社会各界的
该试验选取60只简阳大耳羊2月龄断奶公羔集中阉割后,分为放牧、放牧+补饲、舍饲3组进行饲养,分别在6月龄和周岁时进行屠宰产肉性能测定.结果显示在舍饲条件下,简阳大耳羊6月
目的:观察艾灸关元、三阴交穴对寒凝证类痛经大鼠扭体反应和脊髓、中脑的κ受体的影响,旨在初步探讨艾灸不同穴位对寒凝证类痛经大鼠镇痛效应的差异及可能的中枢机制。方法:
<正> 黄河上中游,地处我国西北黄土高原,流域面积60万平方公里。这里的水土流失堪称世界之最,43万平方公里的水土流失面积上,向黄河输沙16亿吨,每年每平方公里流失土壤3700吨
目的:探讨血管内皮生长因子(VEGF)表达与结肠癌细胞增殖(PCNA)、生长转移和预后的关系.方法:应用免疫组织化学技术,检测70例结肠癌VEGF、PCNA和p53表达,结合病理和随访资料作
对一种新型气动雾化喷嘴的喷雾特性进行了实验研究,该喷嘴的喷雾是由环缝射流和中心旋转射流剪切破碎中心燃油射流而形成。实验用二维激光测速测粒仪对喷嘴下游几个截面上气流
今年以来,国内外宏观经济形势出现了许多新变化、新趋势,我省经济运行也呈现许多新特点,下行压力在加大,发展潜力也在逐步释放,基本面仍然趋稳向好。
探讨肾小球病变发展过程中的系膜基质变化和起因,为临床治疗肾小球疾病提供依据。采用病理和免疫组化相结合,对穿刺肾组织内的各种成分含量进行测定,实验分正常对照和病变组部分
目的分析口服胃肠超声造影检查时误诊原因分析,探讨其有效的改进方法。方法选取2016年1月至2017年12月行口服胃肠超声造影检查,检查后短期内行胃镜检查104例患者。将检查结果进
期刊
本文主要介绍了X-Y数控工作台控制系统,分别介绍了控制系统硬件、软件方面的设计.X-Y工作台是分别沿着X向与Y向移动的工作台.文章还对X-Y工作台的机械结构和控制电路接口设计
几何学的产生离不开生产实践的需要,几何学的统一经历了漫长的发展过程。几何的种类也非常多,本文主要从解析几何、几何直观、几何史的角度出发,浅析解析几何在中学数学教学中的
用半微量相平衡方法研究了SmCl_3-Ala-H_2O三元体系在25℃时的溶解度.结果表明体系中形成了两种配合物:Sm(Ala)_2Cl_3·3H_2O和Sm(Ala)_3Cl_3·3H_2O 合成了RE(Ala)_3Cl_3·3
北京市环保局副局长余小萱最近在回答有关媒体提问时表示,北京市从明年1月1日起禁售非电喷车的政策将按期执行。 这位负责人同时还回答了有关其它问题: 一、1999年1月1日实
氟元素由于其独特的性质,在药物修饰和有机合成中有着广泛的应用。本论文在桥环酰胺以及吡咯啉环两个体系中研究探讨了氟元素的两种基本性质,即:强吸电性和构象效应,主要研究内容分为以下两个方面:第一部分:本课题发展了一条以2-环戊烯-1-酮为起始原料,以不对称1,4-加成,醛α位不对称氟化以及Schmit-Aübé成环等反应为关键步骤,合成具有光学活性的(1S,4S,5S)-5-氟-2-喹宁环酮的路线。为
医院房屋资产管理是医院中一个重要的环节.本文对现有的房屋资产管理软件的使用情况进行了分析.成都中医药大学附属医院引入基于BIM技术的房屋资产管理系统并对其进行了初步
俗语说:姜还是老的辣。还有句老话说:宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。我以为用这些话形容我们的老一辈艺术家是再贴切不过的了。克里木这位在中国歌坛纵横驰骋了几十年的著名老一辈少数民族军旅歌唱家,在历经了几十年风风雨雨、坎坎坷坷后,仍能以优美的舞姿和甜美的歌喉活跃于艺术舞台,让人顿生敬意。  前不久,在古城西安的一个演唱会上,记者见到了仰慕已久的克里木先生。62岁的克里木一脸的慈爱和谦逊,乐观而豁达,幽
期刊
在纳粹德国空军官方的的记录中,笔者找到了1945年4月20日前的战史。    1945年3月2日,星期五  盟军试图用他们的空中优势,以尽快结束战争,没日没夜地对德国还没被盟军占领的重要城市进行狂轰滥炸,以此来瓦解德国军民的士气,此时德国空军的战斗机经过前几周盟军对德国空军的绞杀后,得以休整。  德国帝国防空力量正在削弱并面临瓦解,许多联队编制的战斗机部队,如今只有大队的规模,而能起飞作战的飞机则
期刊