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%。
优质的科研数据服务有利于保障数据质量和安全、促进数据共享,进一步起到节约科研经费、提高科研产出的作用。在相对完备的政策制度支撑下,国外高校通过多年实践开展了一系列
网络政治动员是一种新型的政治动员形式,无论是在传播的速度和规模、还是影响的的地域范围等诸多方面,都远远超出了以往的政治动员方式,界定了网络政治动员的内涵和特点,提出
采用5%NaC1溶液浸泡法、动电位极化曲线法(Tafel)和扫描电镜(SEM)研究了在Ce3+-MnO4-稀土转化膜体系中加入HF2-离子对转化膜耐腐蚀性能及表面结构的影响,并对成膜过程进行了探讨,
本实验室对实验性脾虚证的上消化道动力学作了较为系统的实验工作[ 1~4].临床研究表明脾虚患者有结肠运动亢进的表现[5].在以往的实验中, 我们观察了实验性脾虚证大鼠结肠电-
我国网络银行发展存在法律法规不完善、信息安全系数不高、金融服务创新不足、专业金融人才不足和信用风险较大的问题。指出网络银行发展的趋势是:业务空间更广阔、与电商逐
流程银行是当今国际先进银行普遍采用的经营管理模式。云阳县农信社自2003年7月以来,在不断完善法人治理结构的同时,着重从四个方面努力探索,构架流程银行,实现了“五大变化”—
在输电线路施工过程中,常常由于铁塔物资供应不及时或建设单位要求施工单位使用运行线路中的旧塔,导致施工中导、地线无法正常挂线。为了不影响施工工期,必须在耐张塔基础上加工
水解是虫酰肼进入环境后的主要降解方式之一。研究了虫酰肼降解水体中的共存物,如表面活性剂、腐殖酸和硝酸根离子等对虫酰肼水解的影响。结果表明:表面活性剂和硝酸根离子可以
身体动作就是表达者常用的一些动作、姿势、表情等(如点头、摇头、皱眉、微笑、翘大拇指等)非语言手段,身体动作感知就是个体通过感觉器官获得外界事物身体动作、姿势的意识感知。研究表明身体动作感知时会受到情绪状态的影响,消极情绪对运动预判产生消极影响,但积极情绪则对其有促进作用。但是研究发现不仅个体情绪状态会影响身体动作感知,其运动经验也会影响身体动作感知,而且不同的运动经验对身体动作感知的影响也不同。本
会计信息化是会计与信息技术的结合,是信息社会对企业财务信息管理提出的一个新要求,是企业会计顺便信息化浪潮所做出的必要举措。它不仅有助于提高经营管理信息的准确、及时性
湖北省财办于1995年5月11日~14日在天门市召开了‘全省商办工业暨多种经营现场经验交流会’,到会的有17个地、市、州的财办主任、工业科长及省商业厅、粮食局、供销社分管工业
中国近代军事思想作为中国军事思想的一部分,在中国军事思想史上占有重要的地位,它是中国近代军事变革的思想先导,对近代中国军队的建设和军事斗争都发生了深刻的影响.特别是
神秘消失    一个星月作伴,晚风轻语,树影婆娑的夏天,发生了一件全世界为之震惊的事!  那天,我们班级正进行晚自修,我和同桌安琪用书挡着脸聊天,傻傻地望着月亮,从南极洲聊到了北冰洋,从天扯到了地。正起劲时,听见同学们大声议论着哈雷彗星来了,76年看一次的奇迹我和安琪当然也不能错过,我们丢下话闸子,挤进了50多人围观的窗台,这罕见的奇迹大家兴奋极了!可是我有一点不明白,哈雷彗星怎么会现在来呢?这么
期刊
针对当前高等职业技术师范院校“农产品储运与加工教育”专业存在的主要问题,对教学方案进行了彻底改革。结合几年来该院食品工程系的教改实践,论述了教学方案改革的指导思想。
未来,驾驶汽车将会变得更加安全惬意,因为我们的汽车会帮助我们驾驶。电子耳和电子眼,或者说摄像头和雷达与我们一道监视路况:刹车减速,保持车距,遵守限速,必要时甚至还会纠
△破鱼时弄破了胆,只要在鱼上涂点酒洗净可除苦味。 △皮鞋被划出痕迹,用软布擦净此处,涂上蛋清,干后上鞋油即可去痕。 △做水饺时,在一斤面中加一个鸡蛋,或在煮饺子时加一
  Bogomolnyi-Prasad-Sommerfield(BPS)Wilson圈是超对称规范理论中很重要的算符。在AdS/CFT对应中一些BPS Wilson圈对应于超弦理论的基本弦或M理论中的M2膜。三维超对称陈
五一小长假回家探亲,本来是为了享受亲情,没曾想内地一片战火硝烟。五一期间电影院上映的两部大片,《南京!南京!》、《拉贝日记》都是关于上世纪最残忍的历史事件——南京大屠杀的。电视里热播的也是有关战争年代的电视剧,《我的团长我的团》和《潜伏》。我先后逛了几家书店,无意中捡来的书居然也和战争有关。宋晓军等人撰写的《中国不高兴》所倡导的“大目标”实际上就是一种新时代的战争思维。  在飞机上翻看海上性文化专
纪录片《人间世》里身患胰腺癌的张丽君去世一年后,丈夫将孩子过继给堂姐,自己再婚的剧情冲上了微博热搜,引起了网友们的热烈讨论。剧中,张丽君查出癌症的时候,已有身孕,为了保住孩子,她选择了保守治疗,最后癌细胞扩散,没有保住生命。   一个母亲为了孩子究竟可以做到什么地步?急诊室来了一对为买学区房而假离婚的夫妻,妻子重病之时,前夫选择放弃治疗,而妻子却提前将选择权交给了自己的父母,最终转危为安。  假
期刊
本文阐述了当一国在经常项目出现逆差情况下遭受国际游资冲击产生金融危机的机理,并实证地分析了国际游资冲击→亚洲金融危及其对发展中国家和发达国家经济发展、对外贸易的
本文主要介绍了MATLAB工具箱的特点和功用。根据其在测绘领域的作用,对两个实例进行了分析,取得了良好的效果。相比其它编程工具,使用MATLAB工具箱大大简化了编程工作,同时获
人民美学、人民文学、文学人民性、底层书写、打工文学等是进入新千年后在文学界和文化界备受关注的几个紧相关联的话题。这些话题在最近几年的持续升温和人们对于这些问题的
近年来学界对石黑一雄的第六部小说《别让我走》从小说中物叙事与情感、记忆以及背后的权力关系展开分析,丰富了小说的主题阐释。不过,物的描写不仅仅是情感的载体,更是克隆
16—18世纪,近代科学在解决毒物检验、尸体解剖、物证检验等诉讼专门性问题方面取得了重大突破,与古代科学相比呈现出一些特征,比如注重使用仪器、接受同行评议、关注物证解
三维激光扫描仪可以通过与数码相机的高度结合获取高精度的三维矢量数据,从采集的地面数据与真实的光学影相数据匹配后,编辑后期地形图。利用这种方式,提高了数据编辑的可靠性,缩短了成图周期。
摘要:随着我国科学技术的不断发展,物联网、大数据等概念被提出,我国高校的教育模式发生了翻天覆地的变化。以互联网为代表的新媒体技术被广泛应用到高校教学过程中,高校思政教育也发生了新的变化。在新媒体环境下,如何提升高校思政教育的质量,成为当前教育工作的重要课题。  关键词:新媒体;高校;思政教育  目前,我国社会已经进入信息时代,为了顺应时代的发展,高校改革传统的教学模式,实现了教育与新媒体的融合。这
传统顶出风空调外机由于换热效率低,严重影响高能效产品的开发。本文通过分析顶出风空调外机结构形式和冷凝器迎面风速的分布特点,了解对整机换热效率的影响,并提出一种新型
目的建立RP-HPLC测定复方氟脲嘧啶二甲亚砜溶液中氟脲嘧啶和氢化可的松的含量.方法以水为溶剂,采用RPHPLC法,以Supelco discovery C18(150mm×4.6mm,5μm)为色谱柱,甲醇-
软交换作为下一代网络的核心交换技术已经越来越多地被运营接受和采用,基于软交换技术构建开放的多业务网络平台正逐渐成为运营商下一步的网络建设目标。本文将对不同运营商如
2020年,中国接受高等教育的人口将达到2亿人。尽管数量惊人,但中国高校却不得不面对钱学森生前数次向温家宝总理提出的疑问:为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?上海交通大学
今年1月,内地从香港进口大幅度增长,增幅达到108%,有观点认为是资金出逃引发的虚假贸易再起。对此,商务部新闻发言人沈丹阳2月17日回应说,目前我国国际收支仍然稳健,中国经济和国内
本文讨论了不可微伪凸规划的问题,将 W.E.Diewert 的伪凸性推广到赋范线性空间,并且在较弱的条件下得到较好的结论,这一结论推广了著名的 Kuhn-Tucker 定理.更多还原
养儿育女向来不是一件容易的事,尤其是"驯服"与"说服"还处于似懂非懂状态的孩子,帮助他们培养正确的理财观念与建立正确的消费行为,更是难上加难。可是,如果家中的孩子上了小
目的通过对小学生健康状况和生活环境的调查,探讨细颗粒物(PM_(2.5))对小学生健康状况的影响。方法 2015年选取南昌市青云谱区为污染区,上饶市婺源县作为清洁区。采用整群随
在调查研究基础上,总结了广东省林业政策存在的若干问题,提出了相应对策,对市场经济条件下林业新政策框架进行了探索,旨在促进广东省林业市场化改革与可持续发展 Based on the i
目的:分析穿刺活检诊断前列腺癌的形态学。方法:选取我院于2012年1月~2013年3月收治的181例前列腺患者,均对患者进行前列腺穿刺活检检查,其中对71例前列腺癌患者病例资料进行
我喜欢读书,自幼到今,不爱吃,不爱穿,不爱钱,不爱权,最爱读书,不管为读书吃多少苦,心里也觉得甜。童年时,家中藏书很少,我常借书读,打听到谁有一本书,就赶快去借,碰壁的时候
以武汉火神山医院配套绿化建设为例,分析传染病医院与环境、健康等方面的相关研究,阐述临时防疫医院的绿化建设目的和意义,结合相关规范和标准提出临时防疫医院的绿化建设要
目的 使用Dexotroscope手术计划系统,了解其性能及其对临床制定手术计划以及实施手术的帮助.方法 临床病人30例,将其术前CT、MRI扫描的原始资料直接输入Dexotroscope计划系统的工作站,进行相应的处理,包括重建、融合、分割等,模拟手术全过程.结果 手术中所见病变与周边神经、血管、颅骨的关系与手术前模拟完全符合.动脉瘤夹闭时间和齿状突磨除时间明显缩短,并发症减少,且术后Karno