《新型微孔金屬-有機膦酸材料的合成及催化性能研究》是依託復旦大學，由鄧名莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型微孔金屬-有機膦酸材料的合成及催化性能研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄧名莉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
新型多孔擇形催化劑的合成及其催化性能研究是無機化學和催化交叉研究的熱點內容。本項目針對傅-克烷基化催化反應中傳統催化劑選擇性低、結構不易調控的問題，以新型微孔金屬-有機膦酸材料為研究對象，在已有相關工作基礎上，以GIS、MER和RTL型微孔結構為目標，採用配體預功能化方法和原位金屬摻雜方法，研究上述微孔材料的合成、改性和孔徑調節的方法以及它們的傅-克烷基化擇形催化性能，分析它們的結構類型、改性方法、孔徑大小與催化效率、選擇性之間的關係，確立微孔金屬-有機膦酸材料在擇形催化方面的特點和優勢。本項目預期將揭示這類微孔材料的合成條件與結構、催化性能之間的關係，建立結構類型、改性方法與傅-克烷基化擇形催化之間的聯繫。項目研究成果不僅對微孔金屬-有機膦酸材料的合成、改性研究具有重要的意義，而且能夠為擇形催化性能導向的新型微孔材料設計合成提供科學依據。
結題摘要
新型多孔材料的合成及其催化“構-效”關係研究是無機材料和催化交叉研究的熱點內容之一。結合微孔磷酸鹽類材料特點和目前微孔材料結構研究的新趨勢，本研究項目提出了設計合成具有微孔結構的金屬-有機膦酸材料，開展非均相催化研究。項目執行中，我們根據項目書既定研究內容，合成了四種有機膦酸配體，包括：對羧酸苯基膦酸、間羧酸苯基膦酸、5-膦酸聯苯基二酸、對三氮唑基苯基膦酸。然後，研究了在溶劑熱、水熱條件下，有機膦酸配體與金屬離子的組裝及相關因素對結構的影響，包括：溶劑組份、pH值、有機胺等。結果表明：pH值、有機胺對於結構具有非常顯著的影響。在總結有機膦酸配體配位幾何構型的基礎上，以間羧酸苯基膦酸，合成了具有RHO、EMR型拓撲結構的微孔網路結構；以5-膦酸聯苯基二酸，合成了具有一維直通孔道的微孔結構；以對三氮唑基苯基膦酸，合成得到了具有異質同晶體的三種微孔網路結構。結構分析指出：由於膦酸的多齒配位特點，在合成微孔網路結構方面易於形成層狀結構；高對稱有機膦酸配體易於獲得微孔金屬-有機膦酸材料。在此基礎上，選用基於三核簇的、具有六方孔道結構的目標結構，開展了非均相酸催化研究工作，結果表明：具有配位缺陷的微孔材料表現出較高的催化活性；催化活性隨著親核分子尺寸減小，催化活性增強，我們認為該催化反應發生於孔道內，是孔道尺寸限域的擇型催化導致了該現象。 本研究項目總結了項目研究中的有機膦酸配體的配位幾何結構，豐富了有機膦酸配體的配位模型；基於實驗結果，闡述了合成這類微孔材料的關鍵影響因素,提出了微孔金屬-有機膦酸材料的結構設計思想；基於篩選得到的微孔材料，開展了相關催化性質研究，從結構的角度揭示了催化性質差異的原因，達到了項目預期目標。這些研究成果為該領域的發展提供了豐富的科學實驗數據。
