[發(fā)明專利]共價有機(jī)框架負(fù)載鈷催化劑及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610353155.2
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN107433205B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高艷安;張健強(qiáng);冷文光;王宇;格日樂
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C07D317/36
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發(fā)明公開了一種新型異相催化劑Co(II)@TF?TA COF的制備：共價有機(jī)框架(COFs)材料負(fù)載金屬鈷用于催化二氧化碳和環(huán)氧化合物合成環(huán)碳酸酯化合物。該材料的結(jié)構(gòu)單元中含有鈷?卟啉復(fù)合物，可以用于催化二氧化碳和環(huán)氧化合物之間的反應(yīng)。此外，COFs具有較大的比表面積和開放的孔道結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)對二氧化碳的吸附能力。因此Co(II)@TF?TA COF在常溫、常壓條件下可以同時實現(xiàn)對二氧化碳?xì)怏w的吸附和催化轉(zhuǎn)化生成環(huán)碳酸酯。反應(yīng)底物種類可擴(kuò)展、反應(yīng)產(chǎn)率高、催化劑可循環(huán)使用、操作簡便、產(chǎn)物附加值高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型異相催化劑Co(II)@TF-TA COF的制備：共價有機(jī)框架(COFs)材料負(fù)載金屬鈷用于(二氧化碳吸附與轉(zhuǎn)化)催化二氧化碳和環(huán)氧化合物反應(yīng)合成環(huán)碳酸酯化合物。

背景技術(shù)

二氧化碳是一種溫室氣體，尋找簡單便捷的方法降低環(huán)境中的二氧化碳濃度和含量已經(jīng)成為人類迫切需要解決的問題。二氧化碳和環(huán)氧化合物可以在催化劑的催化作用下反應(yīng)生成環(huán)碳酸酯化合物，而環(huán)碳酸酯又是一種高附加值的化學(xué)品，可用于非質(zhì)子極性溶劑、制藥、精細(xì)化工中間體等領(lǐng)域。迄今為止，人們已經(jīng)開發(fā)出了多種可用于催化該反應(yīng)的催化劑，包括：有機(jī)催化劑(如：席夫堿、季胺鹽、季膦鹽、離子液體)、金屬復(fù)合物(如：金屬-salen復(fù)合物、金屬-卟啉復(fù)合物)、金屬氧化物、功能性聚合物等。遺憾的是，多數(shù)催化劑催化該反應(yīng)的條件都需要較高的溫度和壓力，這極大地限制了這些催化劑的應(yīng)用。因此，開發(fā)出一種可以在常溫、常壓條件下就能催化二氧化碳轉(zhuǎn)化的催化劑已經(jīng)成為迫切需要實現(xiàn)的目標(biāo)。

共價有機(jī)框架(Covalent organic frameworks,COFs)材料也被稱為“有機(jī)分子篩”，具有孔道結(jié)構(gòu)開放有序、易于進(jìn)行化學(xué)修飾改性、化學(xué)/熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，是一種新型的有機(jī)聚合物多孔材料(參考文獻(xiàn)1：A.P.A.I.Benin,N.W.Ockwig,M.O′Keeffe,A.J.Matzger and O.M.Yaghi,Science,2005,310,1166.)。近年來，以COFs為催化劑載體負(fù)載金屬化合物用于制備異相反應(yīng)催化劑已經(jīng)成為材料領(lǐng)域研究的新熱點。

在這里，我們制備出了一種新型的COFs材料Co(II)@TF-TA COF，該材料的結(jié)構(gòu)單元中含有鈷-卟啉復(fù)合物，可以用于催化二氧化碳和環(huán)氧化合物之間的反應(yīng)。此外，由于COFs具有較大的比表面積和開放的孔道結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)其對二氧化碳的吸附能力，因此Co(II)@TF-TA COF在常溫、常壓條件下就可以同時實現(xiàn)對二氧化碳?xì)怏w的吸附和催化轉(zhuǎn)化生成環(huán)碳酸酯。

發(fā)明內(nèi)容

在這里，我們制備出了一種新型的COFs材料Co(II)@TF-TA COF，該材料的結(jié)構(gòu)單元中含有鈷-卟啉復(fù)合物，可以用于催化二氧化碳和環(huán)氧化合物之間的反應(yīng)。此外，COFs具有較大的比表面積和開放的孔道結(jié)構(gòu)，可以增強(qiáng)對二氧化碳的吸附能力。因此Co(II)@TF-TA COF在常溫、常壓條件下可以同時實現(xiàn)對二氧化碳?xì)怏w的吸附和催化轉(zhuǎn)化生成環(huán)碳酸酯。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的，其采用具體技術(shù)方案如式1所示：