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%。
贵州省位于长江、珠江上游,是我国退耕还林工程的重要实施区之一,贵州又是全国贫困的省区之一,如何稳定退耕地,加快还林还草工程,具有举足轻重的战略意义。根据目前林业产业存在的
<正>《贵州田野考古报告集(1993~2013)》由贵州省文物考古研究所编著,科学出版社2014年12月出版发行。本书为16开本,约807万字,正文435页,定价238元。本书共收录贵州省文物考
研究背景:支气管哮喘(bronchial asthma)简称哮喘,是儿童期最常见的慢性呼吸道疾病。是由多种细胞特别是肥大细胞、嗜酸性粒细胞和T淋巴细胞参与的气道慢性炎症,引起气道高反
传统工笔重彩人物画是中国画的原生形态,以用笔工整、设色细腻、用线造型、天然矿物质敷色、注重材料与技法的表达为特性,推崇色彩与材料语言来表达。绘画材料是工笔人物画发
2019年,笔者遇到一例误食“杀虫单”(一种杀虫剂)导致猪只急性中毒死亡的病例,经过网络搜索,没发现相近报道。对此病例分析如下,供同行参考。一、起因。2019年暑热最甚之时,
在农民工群体老龄化趋势日益明显的背景下,高龄农民工日益增长的养老服务需求与落后的养老服务供给之间的矛盾已成为目前我国养老服务事业的主要矛盾。从当前我国传统二元制
受计划经济的影响,我国改革开放初期的民商事立法带有浓厚的身份色彩。随着市场经济体制的建立,企业、物权及合同立法中的各种身份日益衰落,实行平等对待的统一性立法逐渐兴起。
为了实现室内精确导航,以地下停车场为例,采用的基于Wi Fi信号往返延时(RTT)的车辆室内定位算法对车辆进行定位。从现实角度,分析使用RTT进行定位的可行性,通过实际检测,车辆定
桑哥在元世祖至元中后期是一位颇具争议性的政治家,对于元代初年的政治、经济和民族政策都产生了重要的影响。《元史》和《汉藏史集》对于桑哥的记载都比较详尽,但是侧重点和
在互联网时代的背景下,中国企业可以通过数字经济的高速发展、“一带一路”战略的贯彻执行、供给侧结构性改革的推行等措施实现新的发展,再借助“中国制造”业的自身优势和市
网格环境下资源是分布的、异构的、动态的,由不同的组织拥有,各组织对资源的管理策略以及资源的存取花费各不相同,因此网格资源管理和调度是具有挑战性的问题.文章针对网格资
设计师的灵感并不是一蹴而就,往往要经过深思、探索、失败以及从各种看起来稀松平常的小事上得到。  01 缤纷的表盘  / Louis Vuitton  Louis Vuitton公布了一款灵感来源于飞机起降播报时间表的腕表Escale Worldtime Minute Repeater。这款腕表最大的特色在于缤纷多彩的表盘,不仅可以显示出 24 个城市的时间,精致的图案也均是通过38种油画颜料手工绘
本文在组织机构设置的一般规律下,以部分在京高校为例,通过对几种常见的高校档案部门内部机构设置方法进行比较,对档案部门内部机构设置方法进行探析.
Range distributions of fluorine for 19F+- implantation into SnO2, indium-tin oxide, AgGaS2 and AgGaSe2 are measured by using the 1gF(p,αγ)16O resonant nuclear
期刊
环烯烃聚合物最新进展前言以C5馏份为原料的高分子材料最近引起人们的关注。DCPD(二聚环戊二烯,双茂)是C5馏份之一,早在50年前对它众多的化学反应就开始了研究,而最近以它为原料的3种环烯烃聚
刘禅在人们的心目中成了庸主的典型,事实果真如此吗?一种观点认为刘禅虽然不是一个聪明有为的君主,却也不是一个完全懦弱无能的人,那顶“扶不起来的阿斗”的帽子,实在应该给
(一) 尤利乌斯·伏契克(190——1943)出身于旋工家庭,幼年喜爱演戏和文学,十五岁时曾参加过捷克工人反对奥匈帝国统治的游行。一九一八年,在十月革命影响下,捷克斯洛伐克解
为了探究SCR脱硝催化剂超声清洗槽的设计及安装工艺,以下本文提出一种实用型专利设计产品.该产品能够有效抑制超声波在清洗液中传输速度的减弱,从而使得清洗效果更加良好.另
摘要:新课程改革明确指出,美术课程是最尊重学生个性的课程之一。个性是创新的基础,没有个性的人就不可能有创造,美术作为一门艺术类学科急需学生的创作力和创新意识。因此,我们在实际展开小学美术教学活动时,就需要注重学生个性的培养,进而为培養学生的创新精神和实践能力奠定坚实的基础。为此,本人理论联系实际,在简单阐述了小学美术教学中制约学生个性发展的因素后,从多方面着手,就如何在小学美术教学中培养学生的个性
期刊
选用GH163高温合金粉末进行了多种几何形体的激光直接成形试验,试验结果表明:理论成形轮廓和实际成形轮廓之间的偏差会造成成形角度误差,分析了产生误差的原因并提出了解决方
随着我国经济的迅速发展,建筑行业也得到了较大的突破,其施工技术和规模都有较大的发展,大型起重机械对于建筑行业的发展来说有着至关重要的作用.但是当前我国大型起重机械的
重点研究了7自由度轻型高刚性作业型仿人机器人手臂的机构设计和运动学分析方法.首先使用动力学仿真、有限元分析与实验测试相结合的方法,设计了仿人机器人手臂,该机械臂结构
临夏州是以农业为主的少数民族地区,经济水平相对落后,文化程度偏低,限制了农业耕种技术的推广应用,在中央和省州农机政策的支持下,部分农户享受国家农机购置补贴,农机数量增多,加快
针对云存储环境下的数据持有性证明(PDP)方案效率较低、不能很好支持全动态更新的问题,设计了一种基于B~+树的动态数据持有性证明方案。该方案引入双线性对技术和数据版本表,支持用户进行数据块级的细粒度动态操作并能保护用户的数据隐私。通过优化系统模型并设计节点索引值,使第三方检测机构能识别错误数据并进行精确定位。理论分析及实验结果表明,与基于Merkel哈希树(MHT)的方案相比,所提方案能够显著降低
总体来说,事业单位会计信息失真主要可以归结为两方面的原因:一是制度不完善,二是人为因素。因此,要解决事业单位会计信息失真这一问题也必须从这两方面从严入手,只有这样才
目的检测低氧24h小鼠成纤维细胞L929中蔗糖和淀粉代谢相关基因mRNA的表达变化。方法 L929细胞分别在20%O2和1%O2下培养24h,收集细胞并提取总RNA,芯片检测差异表达基因,分析与
质量控制组织体系中应根据工程实际情况设置材料,试验,测量,计量等及各工程项目的专业技术岗位,并明确其名称和职责,实行工程质量终生岗位责任人制度。向承包人提出一套对所
青海拥有丰富的民族文化资源。如何以民族文化资源为依托,通过资源开发、产品生产、市场流通、文化服务等产业化运作,促进经济繁荣和社会发展,促进民族文化多样性得到有效保护、
骨科病人术后使用持续硬膜外镇痛泵的止痛有效率较其他手术病人低,其他手术术后镇痛有效率为84.02%,而骨科只有68.5%。究其原因是骨科手术较其他手术创伤大,术后持续疼痛时间长,
目的探讨不同类型神经保护剂联合应用鸡尾酒疗法(cocktail)是否较单一应用对局灶性脑缺血有更好的保护作用.方法采用线栓法大鼠MCAO模型,分为1,6-二磷酸果糖(FDP)组、dizocil
中共中央政治局常委、中央书记处书记刘云山2017年1月16日上午,代表习近平总书记和党中央,登门看望国家最高科技奖获得者吴文俊、王永志,向他们致以诚挚问候,向科技工作者致
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
本文介绍了医院院将看板法引入二级药房运营过程,压缩了库存周转率,减少了药房物流作业工作量,降低差错.二级药房药品物流管理水平得以提高,并优化了医院药品供应链整体库存.
The 12C+12C fusion reaction plays a crucial role in stellar evolution and explosions.Its main open reaction channels include α,p,n,and 8Be.Despite more than a
目的:基于PCRarray技术探讨健脾祛痰化瘀方药对脾虚痰浊动脉粥样硬化巴马猪肝脏线粒体能量代谢基因表达的影响。方法:将9只健康广西巴马小型猪随机分为正常组、模型组和治疗
随着素质教育的深入,中小学课堂教学中要有效的化解教学困境,结合学生的实际学习情况,从学生的心理动态以及兴趣爱好等方面出发,构建出多元化的教学活动,鼓励学生积极思考并
选取2012—2018年苹果公司供应商数据,运用赫芬达尔指数和GIS空间分析描述苹果零部件供应链空间分布特征,利用负二项回归方法检验地方粘性与全球链接两大要素的作用。结果表明:①苹果供应链呈现出少数城市和省域集聚性、大城市群的高度集聚性、城市等级规模的衰减性三大特征。②长三角和珠三角核心城市表现为同、异功能供应商区位共聚特征,一般城市和中西部的城市以单一产品专业化生产为主且表现为同功能供应商区位共聚特征。③苹果零部件供应链倾向于在产业开发区较多、交通便利且与全球贸易联系紧密的城市分布。供应链上游企业倾向于
Heart failure was a major and increasing public healthproblem, with an almost “epidemic” increase in thenumber of patients. Despite recent advances inpharmac
【摘 要】随着我国当今社会的不断发展,小学语文教学的方式逐渐受到了相应的关注。对于高年段的学生来讲,其思维能力在很大程度上已经具有一定的独立性,在遇到相应的问题时也会有自己的解决方法。本文主要从小学语文高年段提问策略的原则这一角度出发,对其相应的教学实践进行相应探索,希望能够为今后进行相应的研究提供参考价值。  【关键词】小学语文;高年段;提问策略;实践探索  中图分类号:G623.2 文
期刊