MIL-101(Cr)-FLP的合成、表征及其催化性能研究

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金属有机骨架(简称MOFs),也称为多孔配位聚合物(PCPs),是三维多孔晶体材料,具有由二级结构单元(SBU),金属离子或簇和桥联的多齿有机配体组装而成的晶态材料。具有孔径可调、结构多样性等特点,可通过改变金属离子和桥联配体以及后合成修饰(PSM)等方法进行调控。MOF具有较高比表面积,这比沸石和活性炭要高得多。广泛应用在气体存储,能量转换,化学传感,药物输送,质子传导性和催化剂等方面。由于其金属中心,高度有序的多孔结构,均匀的孔径和孔环境,高的比表面积以及功能性有机配体,MOFs在催化领域具有良好的应用前景。受阻的路易斯对(Frustrated Lewis pair,简称FLP),是一种空间上被阻止形成经典路易斯酸碱加合物的路易斯酸和碱的组合,具有路易斯酸度和可与第三种分子相互作用的碱性。在本文中,将路易斯酸碱对(FLP)结合到MOF框架中。选择稳定的大孔径的MOF,MIL-101(Cr),Cr3(OH)O(BDC)3(BDC=1,4-苯二甲酸)暴露于1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)的溶液中,导致碱与MOF孔中的开放金属位点结合,而DABCO配体的另一个氮原子暴露在孔中,随后引入路易斯酸B(C6F53,从而将FLP(DABCO)/B(C6F53封装到MOF中,得到了MIL-101(Cr)-FLP。通过X-射线粉末衍射、红外光谱、透射电子显微镜、扫描电镜、气体吸附、元素分析等对其进行一系列表征。探究了常温常压条件下,MIL-101(Cr)-FLP作为催化剂催化CO2与环氧化物生成碳酸丙烯酯的反应。考察了助催化剂、反应时间和反应底物对催化效果的影响,结果表明,在温和条件下,该催化剂展现出优良的催化性能。
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