1。2。4 吸附法

氧化硅载体上通常都有丰富的硅羟基,那么就可以利用硅羟基与各种类型催化剂间的氢键作用来固载催化剂。运用比较多的是配体上的N原子与硅羟基的氢键作用,这种类型比较常见,这里就不介绍了。除了这种类型,最近研究比较多的是利用载体与金属配合物上反离子之间的氢键作用(图1。6)。

图1。6 Rh和Pd配合物通过氢键作用固载在氧化硅上[14]

1。2。5 共缩聚法

图1。7嵌在介孔材料上的VO(Salen)催化剂[16-18]

共缩聚法是利用均相催化剂上的硅氧烷与其它硅酸酯在一定的条件下发生缩聚反应而获得固体材料。Corma研究小组对VO(Salen)配合物进行改造,将三甲氧基硅烷键合到VO(Salen),再通过溶胶凝胶法利用三甲氧基硅烷与硅酸酯的共水解缩聚,制备出具有一维六方结构的周期性的介孔有机硅(PMO)固体催化剂(图1。7)。这种方法制备出的VO(Salen)的PMO催化剂可以将具有活性中心的VO(Salen)分子预先制备并且表征清楚。制备好的固相催化剂通过紫外和红外光谱表明固载的VO(Salen)配合物结构完好,并且29Si核磁也显示出了PMO结构的存在。该催化剂用于苯甲醛的三甲基硅氰化反应,活性低于均相水平。

杨启华研究组利用共缩聚法缩聚的思路将一系列配体嵌于PMOs材料上,再经过修饰与金属配位,用于不同的催化反应中均得到很好的活性 (图1。8)[19-30]。这种通过共缩聚法制备的有机-无机杂化材料,由于其拥有较大的孔尺寸和比表面积,有机基团的均匀分布并且不堵塞孔口,因而在催化活性方面与其他固载方式比具有很大的优势,是一种很有潜力的固载方法,具有很好的应用前景。

图1。8 用于嵌入PMO中的配体

1。2。6 包埋法

图1。9 Y分子筛内构建的Mn(Salen)催化剂

包埋法就是利用孔材料具有大腔体小孔口的特点,在腔体内通过原位包埋或组装金属配合物,由于受孔口尺寸的限制, 金属配合物无法从腔体内扩散出来。有些人试图在制备好的金属配合物外围构建载体来包埋,这时就需要选择载体制备条件下稳定的催化剂(图1。9)。文献综述

另一种封装法是将催化剂的前体分子先吸附进载体内部,前体分子尺寸要足够小以通过载体的孔口,然后在笼形材料内部形成配合物。而形成的配合物分子尺寸要大于孔口尺寸,以保证配合物可以留存在孔的内部。这种方法通常被称作“瓶中造船”法(ship-in-a-bottle)。

1。3 PMOs材料及催化应用

1。3 。1 PMOs材料

有机功能化的介孔材料可以分为在孔道中含有有机基团和在骨架中含有有机基团这两大类。而合成在孔道中有有机基团的介孔材料可以通过后嫁接和共缩聚的方法得到。后嫁接的方法是利用介孔材料表面的硅羟基与有机基团之间的相互作用,通过共价键连接到材料的孔道中。而在材料合成的过程中,用有机硅酯代替部分的无机硅酯,直接在孔道中键合的有机基团的介孔材料的方法就是共缩聚。而在骨架中含有有机基团的介孔材料又称为有机-无机杂化介孔材料,也就是我们常说的介孔材料(PMOs,Periodic MesoporousOrganosilicas)。PMOs材料的合成方法和传统介孔材料的合成方法很相似,但是也有所不同,在PMOs材料的合成中,特别使用了两端桥联的有机硅酯代替了无机硅酯。

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