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

1、金屬有機(jī)骨架化合物(Metal-organic frameworks,MOFs)是一類(lèi)由金屬離子和有機(jī)配體通過(guò)自組裝過(guò)程形成的具有一定周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型多孔功能材料。因其在氣體儲(chǔ)存、催化、傳感及分離純化方面的潛在應(yīng)用引起研究者很大的興趣。特別是它特殊的孔道結(jié)構(gòu)和較大的比表面積,同時(shí)可以在設(shè)計(jì)中引入功能化金屬離子和配體產(chǎn)生催化位點(diǎn)等性質(zhì),使得它在催化方面的應(yīng)用受到極大關(guān)注。本論文主要研究?jī)?nèi)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(jī)

2、骨架化合物MOF-5、MIL-120作為載體應(yīng)用于苯加氫氣固相反應(yīng)中,還將含有不飽和配位金屬離子的金屬有機(jī)骨架化合物NCU-3用于苯酚羥基化液相反應(yīng)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(jī)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N(xiāo)i負(fù)載型催化劑,用于苯加氫反應(yīng)中,考察其在加氫反應(yīng)中的催化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(guò)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(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)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(yīng)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(yīng)位點(diǎn),可以應(yīng)用于催化苯酚羥基化反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我們考察溶劑

4、、溫度、催化劑用量、時(shí)間等因素對(duì)催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,NCU-3催化苯酚羥基化的最佳反應(yīng)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(shí)反應(yīng)4h,二酚的產(chǎn)率和選擇性達(dá)到最高,其中鄰苯二酚的產(chǎn)率為13％,對(duì)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(duì)其催化苯酚羥基化反應(yīng)起到了