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%。
澳大利亚仅仅是降水量的分布由北、东、南三面沿海向内陆逐渐减少,呈半环状分布图式。在降水量呈半环状分布的特征影响下,从北、东、南三面沿海向内陆植被由森林逐渐变为草原,再
猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)是影响世界养猪业重要病原之一,并造成重大经济损失,目前商品化疫苗尚不十分理想。先
目的评价鲑鱼降钙素鼻喷剂治疗女性围绝经期骨质疏松症的临床疗效及安全性。方法选取2014年1月~2016年1月在台州市立医院进行治疗的54例围绝经期骨质疏松症患者,随机分为对照
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
在外语学习过程中,动机是影响学生学习效果的一个重要因素,它会通过不同的方式影响学生的积极性、自觉性以及持久性,进而影响学生的最终成绩。现在的新课标注重激发学生的学
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
钙结合蛋白在诸多重要的生命进程中实现着不可替代的生物学功能。而这些功能的实现,均取决于蛋白质中配体结合残基与钙离子的相互作用。因此,对蛋白质中钙离子结合残基的识别是
系统研究了丝状菌膨胀与非丝状菌膨胀2种典型污泥状态下原生动物的群落结构特征及其演变规律。伴随丝状菌的大量增殖,原生动物总量相应减少,匍匐型纤毛虫及有壳类肉足虫数量迅
文章分别从学生和老师两个角度,对提高读谱能力的训练方法进行了一系列探索,并提出把读谱融入声乐教学的观点,以期待能提升读谱在实际声乐教学中的实践性和可操作性.
期刊
【正】 保险这个名称很容易使人误解,它往往会使人联想到保镖或过去的镖局,以为它的功能是保证不出危险。但实际完全不是这样。保险并不能消除风险,也不能避免灾难的发生。它
1临床资料患者女,48岁,文盲,离异,农民,因在当地县医院住院查出梅毒血清阳性即转我中心进一步检查确诊。询问病史,患者为农民,离异多年,长期在外地打工,与比她小10岁的男子同居,从来不
自我决定理论认为,赋予学生在学习中自己决定学习目标、过程和评价方式的做法,将会极大地提高学生的内在动机,从而促进学生的英语学习。然而,很多研究者宣称由于中国文化的影
多媒体教学资源以其声、像、色彩等丰富的形式刺激学生的不同感官,从而有效地集中学生的注意力,提高学生的兴趣,激发学生的求知欲。这种视听结合的教学手段,在课堂教学中能渲
为探究吕家坨井田地质构造格局,根据钻孔勘探资料,采用分形理论和趋势面分析方法,研究了井田7
期刊
随着我国铁路的四次大的提速以及高速铁路客运专线的大建设,我国铁道进入一个快速发展期,运力和速度得到极大提升,高铁和动车组建设达到了世界领先水平。伴随着铁路覆盖范围
苏轼的和苏辙的,是宋代亭台记文中耀眼的双壁.教学中,我拿这两篇文章来相互印证,加上学生在此之前已学习了苏轼的、前后和,我想借此让学生来对已了解的苏轼作个小结,于是给他
小张到美国学习两年,顺利地拿到硕士学位,随即应征到一份相当不坏的工作。公司的业务蒸蒸日上,正在迅因害怕错误而缩手缩脚的人,常常会错失许多很好的机会。 Xiao Zhang wen
随着蓝牙技术的发展以及人们对Internet依赖性的增强,越来越多的蓝牙设备出现在人们的周围。本文正是通过对蓝牙技术的这一发展现状进行了分析,然后进行了蓝牙局域网网关的研
黄莉新主持召开省政协主席会议3月22日,省政协召开十二届四次主席会议。省委副书记、省政协主席黄莉新主持会议并讲话。会议认真学习贯彻习近平总书记重要讲话和全国两会精神
期刊
摘要:化学是我国基础教育教学体系中的重要课程,科学、高效的初中化学教学能够向学生传授基础化学知识、有效培养学生的创新思维和综合素养。基于此,本文将结合教学实践经验,从关注化学基础知识、利用先进技术手段、紧密联系生活实际、科学设置教学评价四个层面出发,系统地分析提升初中化学教学实效的根本方法和具体策略。  关键词:提升;初中化学;教学实效  中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2021)-
期刊
笔者作为福建泉州师范学院的教育心理学理论工作者,深感当前各级各类学校实施创造性教学的重要性与紧迫性,因此,撰写此文,目的在于通过探讨创造性教学中几个比较重要的理论与实践
<正> 编辑同志:我们在学习批判以南斯拉夫共产主义者联盟纲领草案为代表的现代修正主义的文件时,碰到一些问题,虽然曾经组织过漫谈,但思想上还很不明确,请帮助我们解决。我们要求解答的问题如下:(一)现代修正主义有那些特点;(二)为什么说南斯拉夫共产主义者联盟纲领案在思想力法上是用诡辩代替革命的唯物辩证法;(三)为什么说南斯拉夫共产主义者联盟纲领草案在政治上是用反动的超阶级的国家论代替马克思列宁主义的国家论;(四)为什么说南斯拉夫共产主义者联盟纲领草案在政治经济学上是为垄断资本辩护;
信息技术是当今社会发展最快的技术之一,在很多领域得到了广泛的应用。在教育领域里,随着信息技术与学科教学结合的深入,信息技术在学科教学中发挥着越来越大的作用,而博客的
11月21-23日,安徽省农机推广总站在六安市举办安徽省谷物干燥机械化技术及装备交流研讨会。皖16市分管推广的农机局负责人及部分市县推广站代表、相关企业代表等近50人参加研
英语形容词不像其他语言中的形容词那么复杂,它本身没有性、数和格的变化,英语形式也不随其位置的变化而变化。其形容词一般分一大类和一小类;一大类是指多数形容词可分级(grada
农业审计研讨会综述陆惠敏[执笔]农业审计研讨会于1997年9月20日至9月22日在安徽省五河县召开。参加会议的代表来自全国50个省、市、县,共100多人。会议收到论文70篇,参加会议交流的论文48篇。南京审
阐述了在大气自动监测多点线性校准中,气体流量对仪器示值误差的影响,分析了标准气流量影响仪器浓度示值的原因,以及控制低浓度校准气仪器示值误差的方法.通过比较相对固定标
当前,信息技术和计算机技术以日新月异的速度向前发展,计算机应用能力成为大学生知识和能力结构的重要组成部分,也已作为招聘人才的基本条件和人才培训的主要内容.因此,计算
<正>资本集中是指企业之间的收购兼并.一般来说,资本集中是经济发展到一定阶段后才会出现的现象.20世纪二三十年代,上海民营企业相对还比较弱小,除了棉纺织业、面粉业等少数
随着人口红利的逐渐消失,以及其他要素成本的大幅上涨,我国传统制造业已经从人口红利向科技红利转变。以现代化、自动化、智能化的科术与装备代替劳动力,从而提高劳动生产率和推
一、前言引进美国二手设备电路已相继竣工验收,其电视通道也于1993年7月开通使用。电视调制、解调机由邮电科学研究院科星公司生产。二手设备的倒换系统设置为基带倒换,电视
DIY是英文“DO IT YOURSELF”的缩写,意为“自己做”.这是20世纪90年代以来国际流行的一种生活潮流,它恢复了手工劳作的本色,强调了完整的劳动才会创造出完整的人.“DIY”不
新农村建设是媒体极为关注的重大选题,都市报也不例外。对都市报来说,新农村建设的报道还缺少重要一环:写出城市和农村间的“血缘关系”。如何采写让市民读者感兴趣、关注、
  针对民机备件种类众多难以实施科学管理的问题,提出了一种基于粗集理论的备件分类库存管理方法。利用积累的备件参数信息以及库存管理经验数据,采用粗集理论从中挖掘客观的
棉花枯萎病和黄萎病是主要植物检疫对象,是毁灭性的病害。发病较重的田块,可减产30~40%,特别是枯萎病,发病早的,常常引起死苗,因而造成严重缺苗,甚至成片毁灭。枯萎病最初仅
中国文联出版社出版的《风云特使——老外交家王炳南》,第四章写到新中国外交部选址的事,其中有这样几段话: 经过一番努力,他终于初选了三处:一是六国饭店;一是军管会 China
摘要:现阶段,大部分中学生在学习英语方面均感到十分困难。究其原因在于,他们在英语学习初级阶段未养成良好的英语学习习惯。为此,本文笔者结合自身教学实践,从听、说、读、写四个方面探讨了如何培养学生良好英语学习习惯,以促进学习效率与学习质量的显著提升。  关键词:中学生;英语学习习惯;培养  大多数学生均认为英语这门科目十分费力,且收效甚微。其实一直以来语言就被人们认为一门学习难度非常大的学科。要将一种
期刊