金屬-有機(jī)框架材料(MOFs)的雙功能化及在CO2環(huán)碳酸酯化反應(yīng)中催化性能的研究.pdf

1、CH3I-1-NH2-n（反應(yīng)時(shí)間n=2、4、6天），F(xiàn)T-IR表明材料框架中的氨基成功轉(zhuǎn)化為銨鹽官能團(tuán)，酰胺基團(tuán)則不受該后修飾反應(yīng)的影響。PXRD測(cè)試發(fā)現(xiàn)CH3I-1-NH2-2和CH3I-1-NH2-4的結(jié)構(gòu)保持完好，但CH3I-1-NH2-6結(jié)構(gòu)發(fā)生了坍塌。修飾后的材料對(duì)CO2的吸附性能降低，對(duì)CO2碳酸酯化反應(yīng)的催化活性反而明顯提高。其中CH3I-1-NH2-4在不添加助催化劑及有機(jī)溶劑，2MPa和100℃的條件下反應(yīng)6個(gè)小時(shí)，

2、產(chǎn)物產(chǎn)率由原來(lái)的15％（選擇性82%）增加到85%（選擇性大于99%）。其高催化活性歸因于結(jié)構(gòu)中未被修飾的氨基、銨鹽官能團(tuán)與酰胺基團(tuán)三者的協(xié)助催化效應(yīng)。
　　（3）針對(duì)反應(yīng)中至少需要2MPa的二氧化碳高壓，本文選用目前報(bào)道CO2吸附性能較好的金屬-有機(jī)框架材料UTSA-16為催化劑，試圖利用結(jié)構(gòu)中堿金屬離子K+對(duì)CO2超高的吸附能力，增加催化劑表面 CO2濃度，使活性位、CO2和環(huán)氧化合物三者充分接觸，有效降低體系所需要的CO2壓

3、力。另外，利用MOFs材料金屬離子可置換的特點(diǎn)，以UTSA-16為母體，Na+和Li+分別置換其框架中的K+，得到異質(zhì)同構(gòu)的2種MOFs材料UTSA-16-Na和UTSA-16-Li。PXRD檢測(cè)顯示金屬離子置換前后MOFs的結(jié)構(gòu)不變，熱重和氮?dú)馕綄?shí)驗(yàn)表明MOFs的熱穩(wěn)定性和比表面積等物理性能沒(méi)有明顯變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，材料對(duì)CO2的吸附性能及催化活性的排列順序一致，UTSA-16>UTSA-16-Na>UTSA-16-Li，說(shuō)明堿金