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沸石分子筛、介孔硅和金属有机骨架(MOFs)是三种紧急的多孔材料,它们常做为固体催化剂运用于异相催化反映中,但三者的催化活性却鲜有较量。克日,新加坡南洋理工大学的赵彦利教师连合北京大学的邹如强教师在AdvancedMaterials上发布题为HeterogeneousCatalysisinZeolites,MesoporousSilica,andMetal-OrganicFrameworks的综述。该综述中从三种多孔材料的机关以及与催化联系的理化性质启程,系统较量了三种多孔材料做为催化剂在四类有机反映(酸、碱、氧化、氢复原)中的催化举动,要点超过每种多孔材料在各式催化反映中的优瑕玷。结尾,做家瞻望了三种多孔材料在催化范畴的进展前程。
文中从沸石分子筛、有序介孔硅和MOF的机关及理化性质启程,从晶化、孔径、比表面积、孔体积和安定性五个方面较量了三种多孔材料的功能。譬喻,由于介孔硅具备无定型孔壁,在其机关中引入杂原子后会致使杂原子具备不同的配位处境,既而致使介孔硅的酸性低于沸石;沸石的小孔径使其合用于择形性催化反映,而介孔硅则合用于包罗大尺寸反映物/产品的催化反映;介孔硅和MOFs的大比表面积准许单元原料的多孔材料表面负载更多的活性位点;收获于大孔径及孔体积,MOFs和介孔硅可做为均相催化剂的载体;大普遍高硅沸石的热安定性和水热安定性均高于介孔硅和MOF。
基于以上知道,沸石、介孔硅和MOFs做为异相催化剂合用于不同的催化反映:沸石可用于反映温度常高于℃的气相催化反映,譬喻大普遍贸易大范围的火油精练和火油化工;介孔硅和MOFs则更合用于反映温度常低于℃的液相悖映,譬喻制备具备高附加值的繁杂低蒸发性分子的邃密化工。
随后做家系统地较量了沸石分子筛、介孔硅和MOFs做为异相催化剂在不同有机反映中的催化举动。根据催化活性中央的不同,这些有机反映大略分为四类:酸催化反映、碱催化反映、氧化反映、复原反映。又因酸催化反映在产业中运用范畴最广,做家陈列了六种酸催化反映:烷基化反映、FCC、烯烃的低聚反映、Fiedel-Crafts酰化反映、CO2的环加成反映、环氧化合物的开环反映。酸性强弱、孔径巨细、比表面积和孔体积的巨细等均影响到多孔材料的催化技能。尽管三种多孔材料可做为催化剂运用于繁多催化反映中,它们在不同反映中表现的影响有所偏重:沸石催化剂在气相悖映(如苯的烷基化、FCC、烯烃的低聚反映、加氢裂解)中据有管辖身分;而介孔硅与MOFs因具备大孔径补偿了沸石在液相悖映中的不够,两者在囊括Friedel-Crafts酰化反映、CO2的环加成反映、环氧化合物的开环反映、克脑文格缩合反映以及烯烃氧化等邃密化工中据有上风。三种多孔材料催化剂在不同的催化反映中互相增加。
结尾,做家指出多孔材料做为固相催化剂运用于催化范畴仍有很多题目亟待管理。譬喻在火油精致及火油化工中,沸石催化剂的筛选性及反映周期仍须要进一步升高。其它,由于原油越来越重,研发合成成本更低且具备大孔孔道的沸石分子筛很有须要。在氧化反映中,过渡金属在沸石孔道中的泄漏也是须要矫正的题目。往日以为介孔硅和MOFs的低化学安定性束缚了其理论运用。但是,在手性催化反映中,由于反映前提较为和蔼,安定性并不是紧要的要素,于是手性MOFs及介孔硅在手性催化反映中具备广泛的进展前程。
该论文做家为:JieLiang,ZibinLiang,RuqiangZou,YanliZhao
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