MOF-5、MIL-120、NCU-3等金屬有機骨架化合物(MOFs)在催化反應中的應用.pdf

1、金屬有機骨架化合物(Metal-organic frameworks,MOFs)是一類由金屬離子和有機配體通過自組裝過程形成的具有一定周期性網(wǎng)絡結構的新型多孔功能材料。因其在氣體儲存、催化、傳感及分離純化方面的潛在應用引起研究者很大的興趣。特別是它特殊的孔道結構和較大的比表面積,同時可以在設計中引入功能化金屬離子和配體產(chǎn)生催化位點等性質,使得它在催化方面的應用受到極大關注。本論文主要研究內容是選用具有一定熱穩(wěn)定性和氫氣吸附能力的金屬有機

2、骨架化合物MOF-5、MIL-120作為載體應用于苯加氫氣固相反應中,還將含有不飽和配位金屬離子的金屬有機骨架化合物NCU-3用于苯酚羥基化液相反應中,考察催化劑的催化效果。
　　 1.第一部分選用了兩種具有一定熱穩(wěn)定性的金屬有機骨架化合物MOF-5、MIL-120為Ni基催化劑的載體,利用浸漬法制備Ni負載型催化劑,用于苯加氫反應中,考察其在加氫反應中的催化活性。實驗結果表明:兩種新型催化劑的活性均優(yōu)于Ni／Al2O3催化劑,

3、通過XRD、H2-TPR、H2-TPD等表征手段探究了催化劑活性差異性的原因。
　　 2.第二部分介紹一種具有2D層狀結構的金屬有機骨架化合物[Cu2(BPTC)(Im)4(H2O)(DMF)]n(H4BPTC=3,3’,4,4’-聯(lián)苯四羧酸,Im=咪唑)(NCU-3)的活化和其在苯酚羥基化反應中的催化性能。由于NCU-3含有不飽和配位Cu離子,具有可接受客體分子的反應位點,可以應用于催化苯酚羥基化反應。實驗過程中,我們考察溶劑

4、、溫度、催化劑用量、時間等因素對催化性能的影響。實驗結果顯示,NCU-3催化苯酚羥基化的最佳反應條件:乙醇和水(體積比為4:1)為溶劑的混合體系,溫度在40℃時反應4h,二酚的產(chǎn)率和選擇性達到最高,其中鄰苯二酚的產(chǎn)率為13％,對苯二酚的產(chǎn)率為11％。與Cu(Ⅱ)((Cu(OAc)2)做催化劑的催化活性相比,NCU-3表現(xiàn)出了較好的二酚選擇性(94％)。因此,可以推斷NCU-3中不飽和配位的Cu(Ⅱ)及配位環(huán)境對其催化苯酚羥基化反應起到了