【摘要】：MOFs材料(即金屬-有機框架材料)是一類結(jié)構(gòu)獨特性能優(yōu)異的材料,近年來對MOFs材料的研究也越來越充分,尤其在催化領(lǐng)域,MOFs材料發(fā)揮出很大作用。本論文基于UiO型MOF的優(yōu)良結(jié)構(gòu)和功能特性,利用前合成法、后修飾合成法,通過一系列合成過程得到了四例UiO型催化劑材料,并對它們進行了一系列的結(jié)構(gòu)表征,研究了其在熱催化、光催化、手性催化等方面的催化性能。Ⅰ.通過前合成的方式,我們將帶有長烷基鏈的咪唑鹽引入到UiO-67,得到了具有相轉(zhuǎn)移催化功能的三相催化劑UiO-67-IM(1),利用1成功的催化了芐基鹵化物的疊氮化反應(yīng)和硫氰酸化反應(yīng)。研究結(jié)果表明該催化劑催化效果良好,催化產(chǎn)率高,且催化劑可循環(huán)利用,5次循環(huán)催化反應(yīng)中,催化劑的催化效果幾乎不變。Ⅱ.在化合物1的基礎(chǔ)上,通過后修飾合成的方法將CuI負(fù)載到1上,得到雙功能團化的復(fù)合催化劑CuI@UiO-67-IM(2)。由于引入的CuI的作用,該催化劑又可以催化Click反應(yīng)。研究結(jié)果表明催化效果良好,產(chǎn)率較高。我們進一步研究了2的一鍋法催化串聯(lián)反應(yīng),結(jié)果同樣表明該催化劑具有良好的催化效能。催化劑可以回收,并重復(fù)使用5次以上。Ⅲ.通過前合成法引入手性官能團,得到手性催化劑UiO-68-chiral(3),再利用后修飾合成法引入TiO_2,得到復(fù)合手性催化劑TiO_2@Ui O-68-chiral(4)。利用該復(fù)合手性催化劑4成功實現(xiàn)了順序的催化芐醇“一鍋”氧化和Morita-Baylis-Hillman反應(yīng),并且具有很高的產(chǎn)率和對映體選擇性。利用4實現(xiàn)了溫和條件下光、熱“一鍋”串聯(lián)反應(yīng),催化劑可以回收重復(fù)使用5次以上。研究表明UiO型MOFs材料結(jié)合新引入的官能團,在催化反應(yīng)中的催化效果良好。本論文的系列研究豐富了MOFs材料應(yīng)用在催化方面的研究內(nèi)容。
【圖文】：

常用的有機配體大多為芳香族羧酸配體聚羧酸鹽[1-2]。通常用水熱法溶劑擴散法、超聲等方法合成 MOFs，并通過改變溫度、時間、溶劑共配體來合成或者調(diào)節(jié) MOFs 材料的結(jié)構(gòu)、孔徑、分子大小等，進穎、功能迥異的多種 MOFs 材料[3-5]，，通過對材料的物理化學(xué)性質(zhì)的到材料的應(yīng)用價值。近年來隨著對 MOFs 材料的深入研究，MOFs 材點逐漸呈現(xiàn)出來，如：高孔穴率，好的設(shè)計靈活性，多功能活性位穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，易于分離和重復(fù)利用等。也正是由于 MOF的多種優(yōu)良性質(zhì)，使得研究者們充分發(fā)掘 MOFs 材料的應(yīng)用價值的，相關(guān)報道也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。MOFs 一般應(yīng)用于氣體吸附分子識別[9-10]、化學(xué)分離[11-12]、化學(xué)傳感[13]、藥物釋放[14-15]和異相這些應(yīng)用方面 MOFs 材料發(fā)揮出很大的功用，展現(xiàn)了其特有的優(yōu)勢 2002 年以來對 MOFs 材料應(yīng)用研究的相關(guān)報道越來越多，催化方面呈現(xiàn)逐年增加的趨勢：

圖 2 MOF 結(jié)構(gòu)及催化效果圖除了 MOFs 自身因催化位點存在而進行催化有機反應(yīng)外，我們可以將有的貴金屬納米粒子負(fù)載到 MOFs 上，結(jié)合兩部分的優(yōu)點進行高效、可重2017 年，Jaehoon Kim 研究組將 Pd 負(fù)載到 UiO-66 上，一并沉積到磺化氧(SGO)上，用于一鍋法催化單糖轉(zhuǎn)化為 2,5-二甲基呋喃(2,5-DMF)。其機理-66@SGO 將單糖脫水生成 5-羥甲基糠醛(5-HMF)，PdNPs 進而將 5-HMF,5-DMF。作者負(fù)載了不同含量的 Pd，研究表明 4.8Pd/UiO-66@SGO 催化
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36

【參考文獻】

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1 張志鑫;王業(yè)紅;王敏;呂建民;李利花;張哲;李名潤;蔣景陽;王峰;;納米二氧化鈰催化制備亞胺（英文）[J];催化學(xué)報;2015年09期

本文編號：2629013