納米金催化CO/H2O選擇還原不飽和羰基化合物的研究

《納米金催化CO/H2O選擇還原不飽和羰基化合物的研究》是依託復旦大學，由曹勇擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：納米金催化CO/H2O選擇還原不飽和羰基化合物的研究
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：曹勇

項目摘要

以負載型納米金為催化劑的催化選擇加氫反應是近期發現的一類具有重要套用前景的新催化反應體系，與傳統貴金屬催化劑相比在控制反應選擇性方面獨具優勢；但金對分子氫固有的弱吸附特性嚴重製約了其在加氫合成領域中的實際套用。申請人前期研究表明，以低溫水煤氣變換（WGS）反應原位產生的活性氫物種為氫源，負載型納米金可在溫和條件下實現硝基化合物及不飽和醛的高選擇性催化還原，顯示出遠高於文獻值的還原性能。本項目中，申請人擬從反應耦合設計思路出發，進一步研究納米金催化CO/H2O選擇還原不飽和酮制烯醇的反應活性和產物選擇性；結合多種理化表征手段和反應評價，全面深入認識納米金催化CO/H2O選擇還原反應的關鍵因素（納米金尺寸、載體性質、底物分子、反應壓力等）對活性和選擇性的影響；利用多種原位動態表征技術揭示WGS反應與羰基選擇還原的低溫耦合機制，為設計發展新一代高活性、高選擇性的納米金催化還原體系提供理論指導。

結題摘要

針對納米金催化選擇加氫所存在的H2解離速率低等問題，以納米金催化CO/H2O及H2O等相關小分子的活化及定向轉化為主線，主要開展了不同組成、形態及結構的氧化物載體擔載的納米Au催化劑的製備、表征及其在低溫水煤氣變換反應條件下催化選擇還原多類不飽和有機化合物的研究，在實驗難度大且具有挑戰性的綠色與可持續催化研究領域中取得了若干突破性進展。在CO/H2O條件下的選擇還原反應研究中，研究並揭示了液相有機反應中負載型納米Au的催化多功能性，利用反應耦合與氫轉移策略實現了不飽和酮選擇還原及環氧化物選擇脫氧。在對腈水合以及喹啉高選擇性催化加氫制四氫喹啉等反應的研究中，揭示並闡明了對納米Au具有較強配位作用的反應底物與H2O及H2等小分子間協同活化的催化本質。在此基礎上，揭示了尺寸/載體對Au催化甲酸低溫分解的調控作用，以氧化鋯負載亞納米金實現了液體甲酸低溫選擇分解制氫並在探索將金催化用於生物基平台化合物的高值利用方面取得了進展。這些認識對於深入理解貴金屬固有催化特性及進一步發展用於液相綠色精細有機合成的新一代高活性高選擇性納米催化體系將具有重要的借鑑及指導作用。