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%。
人类的大部分疾病与应激有关。应激作为首要病因可引起职业倦怠、焦虑、抑郁、创伤后紧张综合征和群体心因性疾病等[1]。护生是大学生中一个以女性为主的特殊群体。有研究表
<正>中国—中亚—西亚经济走廊从新疆出发,抵达波斯湾、地中海沿岸和阿拉伯半岛,主要涉及中亚五国(哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦),以及
源于游戏的赌博在中国有其悠久的历史,中外学界对赌博罪定义与性质的认识莫衷一是。面对当前我国利用香港“六合彩”进行赌博的违法犯罪活动日益泛滥,“私彩”屡禁不止,网络
【目的】揭示抗逆植物沙拐枣甜菜碱醛脱氢酶(CmBADH)的基因序列。【方法】利用RACE技术克隆CmBADH基因的全长序列,并对其基因序列和蛋白序列进行生物信息学分析。【结果】CmB
设计了反应萃取精馏工艺,旨在从乙酸乙酯制备过程产生的乙醇废水中精制乙酸乙酯。通过灵敏度分析,确定了一套较好的工艺参数,精馏塔总理论板数20,精馏段理论板数12,反应段理
畜牧业是内蒙古自治区的基础产业,而奶牛业在畜牧业中又占有非常重要的地位,在农牧业产业结构调整中,国家又把奶牛业放在"突出发展"的重要位置。呼市紧紧抓住这一历史性的发展
通过对地质、钻探资料和物探测井、岩土体热物性参数测试等资料的研究,结合综合勘查技术方法和对已有资料的二次开发,查明了天津地区浅层地热能赋存条件,尤其是岩土体的热物
针对中国环流器2号M(HL-2M)装置中用于核聚变物理实验等离子体的垂直不稳定性控制的快控电源拓扑结构,充分考虑线圈的自感与互感对输出的影响,构建出数学模型,首次提出并运用
中国驻坦桑尼亚经商代表处消息,据坦桑尼亚《公民报》报道,联合国贸易发展会议的数据显示,因营商环境恶化,坦桑尼亚吸引外商投资额3年来连续下降。2017年。坦桑尼亚吸引外资额为1
母胎界面免疫状态的形成和维持是妊娠过程得以建立和顺利进行的关键,而蜕膜免疫细胞在其中发挥了重要的调控作用。在妊娠早期的蜕膜组织中,蜕膜巨噬细胞(dMΦ)由MΦ1转变为MΦ2
民族高等院校是各民族师生共同学习生活的场所。民族高等院校存在着具有自己特点的突发事件隐患类型。突发事件隐患的产生有着政策、经济、文化、社会、管理等方面的诱因。因
近代发掘整理的明清诉讼档案是明清时期诉讼活动的原始记录,档案中所保存的状纸末端均附有“状式条例”,其历史可上溯至宋代.由宋至明清,“状式条例”的内容、形式均有所发展
美国现实主义作家杰克·伦敦用他的冷峻之笔为我们描绘了一幅幅人与自己、人与自然搏斗的悲壮画面。无论是倒下去的“海狼”;还是终于找到海边的“那个人”(《热爱生命》中的
【新药类别】中药6类【剂型】颗粒剂【规格】6g/袋【用法用量】2袋/次,3次/天,20天为一个疗程。【申报进度】已经完成Ⅱ临床,Ⅲ期临床进行中【转让标的】新药证书 【Categor
欧阳国忠手上拿着一个发黄的大笔记本,上面密密麻麻记述着曾经在湖南做电视的想法,很多地方粘贴着一页页从报刊上剪下来的经验.
随着社会经济的快速发展以及城市化进程的不断加快,我国建筑事业获得了较大的发展,人们的生活质量和水平也获得了较大的提高。随之而来的是,人们对生活环境的质量提出了更高层次
金针虫是叩头(虫甲)科幼虫的总称,食性杂,分布广,为害重,是我县的主要地下害虫之一。由于过去对该科害虫的区系研究不够,种类混淆,常把幼虫体背有纵沟,腹部末节尾端分岔者误
最近研究明确了阿耳茨海默病患者脑组织中脯氨酰内肽酶(PEP)活性增加,表明该酶参与阿耳茨海默病特有的淀粉样蛋白生成。因此期待PEP抑制剂能够成为该病的治疗药。在对和汉药
目的:分析多囊肾患者不同肾功能阶段的护理措施和效果。方法选取不同肾功能阶段的多囊肾患者,实施相应护理措施。结果本次研究对象中,1例慢性肾衰竭多囊肾患者并发高血压,1例出现
经过9个多月漫长的“意见征求”后,《关于深化改革推进出租汽车行业健康发展的指导意见》和《网络预约出租汽车经营服务管理暂行办法》两个规范车市场的文件已于近日正式出台,新政将于11月1日起实施。  交通运输部副部长刘小明7月28日在国新办发布会上说,明确网约车的合法地位,以及平台公司应承担的承运人责任、具体的营运条件和规范经营行为的要求,将支持网约车平台公司不断创新规范发展。  最大利好为多方共赢  
期刊
目的:探讨经寰枢椎后路椎弓根钉棒系统治疗寰枢椎骨折、脱位的可行性、方法、疗效和适应证。方法:选取收治的寰枢骨折、脱位患者92例,按照抽签法分成观察组与对照组,每组46例,观
在水温(22±0.5)℃和密闭式流水条件下,测定体质量(104.68±2.20)g大鳞鲃Barbus capito在不同碳酸氢钠(NaHC03)浓度(10 mmol/L、20 mmol/L、30 mmol/L、40 mmol/L和50mmol/L)
Sonoclot高级凝血和血小板功能分析仪(简称Sonoclot分析仪)是一种用于检测凝血和血小板功能的多用途分析仪,具有方便、快捷、准确等优点.本文综述其监测原理及其在临床中的应
近红外技术为一种颇具发展前景的化学检测技术,其具备无损、快速、可扩展等优势,在烟草质量检测中应用广泛。本文介绍近红外技术的特点,分析其在烟草质量研究和检测中的具体
为了探明转基因玉米的生理特性,本文研究了转基因抗矮花叶病玉米和亲本玉米(非转基因玉米)的发芽能力及苗期第1真叶的叶绿素含量和淀粉酶、蛋白酶、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(C
超超临界发电技术是目前世界上成熟、先进、高效的发电技术。介绍了超超临界机组的技术参数,在此基础上阐述了发展超超临界机组的若干技术问题,并对超超临界发电技术的应用前景
<正>一库切是专职教师,先后在南非、欧美、澳洲的学术机构中供职,是个不折不扣的"academic"(这个词兼有大学教师和学生、学者及学会会员的意思)。坎尼米耶的《J.M.库切传》(
夏大豆开花后即进入营养生长和生殖生长同步时期,此期气温高、光照强.植株生长速度快,一般平均株高日增长2~3厘米,在高肥水地块极易徒长而倒伏减产。因此,在夏大豆开花封垄前应中耕
加强政府保护促进农业持续发展○丁英农业是比较利益低而社会效益高的特殊产业,国家对农业的支持已成为全球性的一种普遍现象。我国目前正处在工业化快速发展和经济体制转换的
嗜麦芽窄食单胞菌广泛分布在自然界中,是条件致病菌.随着各种先进的诊疗技术和各种抗感染化疗药物的使用,该菌已日益成为医院感染常见病原菌[1].该菌具有对青霉素类、酶抑制
培养学生的思维品质,发展学生的思维能力是高中化学课程教学的重要目标.在高中化学教学中,教师要注重学生的思维训练,充分挖掘学生的思维潜能,使他们能主动地思考、分析、发
近年来,欧洲铁路面临公路和航空运输的激烈竞争,在运输市场所占份额大幅下降。目前,欧盟25个成员国的公路运输在货物运输市场的比重占72%,而铁路只有16%;高速铁路占所有运输方式旅客
对进出口货物提供知识产权海关保护,是TRIPs协议的要求.<中华人民共和国知识产权海关保护条例>所确认的保护的范围和内容都超出了TRIPs协议的规定.本文试图从TRIPs协议的要求
预测石油样品分子质量对于石油开采和运输具有重要意义.本文旨在建立核磁共振弛豫时间与样品分子质量的直接关系以确定样品分子质量.核磁共振纵向弛豫时间(T1)和横向弛豫时间
会议
小学语文课程是小学的基础教学内容重要的一个环节,语文的学习对于其它学科的教学也有非常大的影响,对于学生以后的发展影响深远.语文核心素养的培养对学生养成良好的性格及
平邑县地处沂蒙山区腹地,境内山多林广,奇石老桩遍布其中,奇花异草比比皆是,为发展花卉、盆景、奇石、根艺提供了丰富的资源,有着广阔的发展前景。自1986年成立县花卉盆景奇
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download and view, this article does not support online access to view profile.
第十三次全国民政工作会议得到了国内各大媒体的高度关注,是有史以来历次全国民政会议中报道量最大、报道时间持续最长、报道体裁最多的一次。民政部副部长窦玉沛指出,此次会
(2013年全国信息学奥林匹克竞赛一等奖获得者)  我喜欢编程  有人问我,你为什么喜欢学习程序设计。简单地说,我一接触编程,就喜欢编程。我喜欢编程呢,所以学习编程。学习了呢就更喜欢编程,这是一个死循环……。  我是学生教练  我是Program家族的学生教练,担任老师的助手,通过变化多端的算法和实现方法展示解题思路和程序代码,奉献我的思想,展示我的与众不同的思维过程。  不过,能够担任学生教练,
流行漫画、动画能代表一个时代吗?虽然笔者认为这个问题很大胆,但是这句话却意外地说对了。虽然动漫的力量经常被低估,但是对于成长中的青少年,尤其对于一个时代中闷闷不乐的青少年而言,却鲜有媒介能像动漫那样,具有强大的渗透力和影响力。通过研究可以发现,当处于人格成型时期的青少年与某些动漫作品产生强烈共鸣之后,该时代的共同特征就会因为时代主体受动漫影响从而也被打上“动漫”的烙印。  对于不知饥饿亦不知“泡沫
期刊