【摘 要】
：
羧酸是一类重要的有机化合物,普遍应用于纤维和塑料等化学工业中,也是重要的化工原料与药物中间体,因此其合成方法得到了广泛的关注。然而,传统的羧酸合成法需使用大量外加氧化剂、副产物多且原子经济性低,不符合绿色化学与可持续发展的理念。因此,开发出高效、环境友好的羧酸合成新方法具有重要的理论意义与潜在的实用价值。近年来,利用金属催化剂将醇脱氢转化为羧酸的合成新方法成为研究的热点领域之一。该方法原子经济性高
论文部分内容阅读
羧酸是一类重要的有机化合物,普遍应用于纤维和塑料等化学工业中,也是重要的化工原料与药物中间体,因此其合成方法得到了广泛的关注。然而,传统的羧酸合成法需使用大量外加氧化剂、副产物多且原子经济性低,不符合绿色化学与可持续发展的理念。因此,开发出高效、环境友好的羧酸合成新方法具有重要的理论意义与潜在的实用价值。近年来,利用金属催化剂将醇脱氢转化为羧酸的合成新方法成为研究的热点领域之一。该方法原子经济性高,副产物少（唯一的副产物是氢气）,显示出良好的应用前景。然而,该方法目前使用的催化剂/催化体系的成本较高,催化性能和稳定性仍不够理想,仅有少数几种基于贵金属的催化剂可以回收利用。基于此,本论文通过系统深入的文献调研选取了氮杂环卡宾/钌（NHC/Ru）催化体系和类沸石咪唑酯骨架（Zeolitic Imidazolate Frameworks,ZIFs）衍生的氮掺杂钴基碳（Co@NC）材料为研究对象,构筑了一系列适用于醇脱氢制备羧酸的Ru/Co催化剂,其具体的研究内容如下:（1）设计与合成了一系列具有结构多样性的氮杂环卡宾（NHCs）前体,并基于此构建了相应的NHC/Ru催化体系,最终筛选出高活性、底物适用范围广的钌催化剂,并通过核磁共振波谱仪（NMR）研究了反应机理。值得一提的是,最优催化体系的Ru使用量低至250 ppm,最大转化数（TON）高达32800。此外,该催化反应可在空气中实现、操作简单,具有良好的应用前景。（2）基于ZIFs（ZIF-67）高温热解得到了含磁性多孔结构的Co@NC材料,并通过改变热解氛围及温度来调节催化性能,再从材料与化学角度探索反应机理,最终得到了实用、可多次循环利用的首例钴基多相催化剂。此外,催化剂制备简单,性能较好,仅用外加磁场即可回收利用最多15次,展示出潜在的应用价值。（3）结合钌基催化剂的高催化性能和钴基催化剂的优异循环利用性能,设计与合成了几种钌-钴双金属碳材料,研究了其在醇脱氢制备羧酸中的催化性能并初步探索了催化活性位点,最终发现了一种适用于这种羧酸制备新方法的兼具高活性与高循环利用性能的多相催化剂。
其他文献
前交叉韧带（ACL）损伤会严重影响人们的日常生活和运动员的职业生涯。临床上重建ACL的方式主要包括自体移植、同种异体移植和人工韧带移植,但采取前两种方式会面临供区病损、免疫排斥和感染疾病等风险。目前,临床上重建ACL最有效的人工韧带产品是由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材料编织而成的LARS人工韧带,具有良好的力学性能和生物相容性,但由于PET是一种惰性材料,其表面缺乏成骨活性,影响了其治疗效果。
由热固性聚酰亚胺制成的高温聚合物基复合材料（PMC）具有较强的热氧稳定性、可加工性和优良的力学性能,在航空航天方向得到了广泛应用,是一个重要的发展方向。玻璃纤维增强聚酰亚胺基复合材料（FPM）长期使用温度230℃,综合成本低,比强度和比刚度高,能够代替一些金属部件来减轻重量。然而,由于其耐磨性差、抗氧化性差、工作温度较低,严重限制了其广泛应用。通过热喷涂沉积涂层可以有效提升FPM的热性能和物理性能
心血管疾病严重威胁现代人的健康,目前,将组织工程治疗方法引入到心血管疾病的治疗中被认为是最有前景的方案之一。组织工程（Tissue engineering）支架材料的首选是天然高分子材料,其中纤维素是一种具有晶体结构的多糖,是地球上含量最丰富的天然高分子,且具有可再生、生物可降解及优异的生物相容性等特点,在组织工程领域中具有广阔的应用前景。由2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）氧
环氧树脂（EP）作为一类典型热固性树脂,通过与固化剂之间的反应形成交联网络后被赋予不同于其他热固性树脂的独特优势,因此环氧树脂被广泛的应用于涂料、电子器件、胶黏剂等领域。然而作为聚合物,易燃的特性限制了其进一步应用。因此为了顺应环保的时代要求并力求减少阻燃剂对其综合性能的影响,设计合成出新型无卤阻燃剂成为阻燃环氧树脂研究的重要方向。本文首先设计合成了一种含P/N/S杂环类阻燃剂TAP,将其作为添加
伴随着各种便携式电子设备的出现以及电动汽车的应用,人们迫切地需要开发出具有更高能量密度的电池。锂硫（Li-S）电池由于其具有较高的理论容量(1675 m A h·g-1)和可观的能量密度(2600 W h·kg-1)而逐渐受到人们的关注。并且单质硫在自然界中储量丰富,价格便宜,同时它无毒无害的优点顺应当今友好型社会发展的理念。然而,Li-S电池中存在体积变化和S/Li2S导电性差的问题,并且多硫化
人类对于高能量密度的可充电电池系统的需求随着社会的快速发展与日俱增。金属锂负极因具有最低的电化学电势（-3.04 V vs标准氢电极）和极高的理论比容量(3860 mAh g-1)而备受关注,但存在库伦效率低、循环寿命短、安全隐患大等诸多问题严重限制了其实际应用。为了改善金属锂负极的电化学性能、遏制安全隐患,本论文以棉花为原料,制备出Ag修饰的亲锂性三维碳纤维材料（Ag-CFs）,分别利用辊压法和
质子交换膜燃料电池是具有光明应用前景的新型能源动力装置,但耐久性、性能及成本仍影响其商业化应用。除了研发耐久性好、性能高、成本低的新型催化剂及其他部件,设计新的PEMFCs流场结构以改变气体分配均匀性之外,还可以通过预后和健康管理技术来监测FC的健康状况,根据SOH做出相应的维护,从而达到延长电池寿命并降低使用成本的目的。本文对1组膜电极（MEA1）进行寿命测试,其中1号膜电极进行恒负载工况实际测
聚吲哚（PIN）作为一种典型的导电高分子具有相当好的热稳定性、稳定的光致发光性能、良好的电致变色性能、高的氧化还原活性和掺杂状态下稳定的电导率等优良的特性。在有机光电、电催化、电池、超级电容器、防腐涂料和传感器等领域具有应用价值。但是聚吲哚的共轭长链结构使其具有较差的溶解性,高温下也不能熔融,因此可加工性差。本硕士论文分别制备了聚吲哚和聚（6-氯吲哚）类流体,探讨了其结构、性能以及形成机理。制备了
聚乳酸（PLA）是一种具有良好生物相容性的生物可降解高分子,在其中引入羟基磷灰石（HA）能够有效地解决降解酸性而引发无菌性炎症的问题,并且可作为增强相提高复合材料的综合力学性能。因此PLA/HA复合材料为临床上解决金属材料在骨固定修复中存在的力学遮蔽和金属腐蚀,以及骨缺损治疗中自体骨、异体骨移植自身存在的缺陷和无机材料模量低,脆性大等问题提供了一种解决思路。通过HA负载盐酸万古霉素（Van）对复合
氢能,作为一种能量密度高、无污染的绿色能源,已成为我国乃至世界未来能源战略领域的重中之重。电解水制氢法由于其制备方法简单、制氢纯度高、制备过程无污染等优势而备受关注,但是该方法存在一个严重的缺陷,就是缺乏低成本、高效率的析氢反应（hydrogen evolution reaction,HER）电催化剂。在HER电催化剂方面,近年来出现了一种新型的二维（two-dimensional,2D）材料MX