非均相催化劑應用于甲醇電合成碳酸二甲酯.pdf

1、由于碳酸二甲酯(DMC)的極微毒性和廣泛的化學應用空間，其一直被視作是一類環(huán)境友好型的中間體媒介。DMC已經(jīng)被提出可以作為甲基化試劑，羰基化試劑和酯交換試劑來對光氣，硫酸二甲酯(DMC)，氯甲烷和其他有毒/致癌的物質進行替代。此外，DMC還被用作了能源材料的電解質和被廣泛的用在汽油燃料添加劑和極性溶劑等方面。除上述之外，DMC同樣是一種重要的有機合成中間體和當今化工行業(yè)中的基礎材料。因此從上述的觀點能夠看出DMC已經(jīng)在各個領域受到了廣泛

2、的關注。
　　目前已經(jīng)開發(fā)了幾種合成DMC的催化過程，包括光氣法，氧化羰基化法，直接CO2-甲醇合成法，尿素醇解法和酯交換法。隨著綠色化學成為當今世界的主體，例如電合成DMC這樣的綠色催化過程已經(jīng)吸引了許多研究人員的興趣。本課題組開發(fā)了一種獨特的電化學體系克服了上述已經(jīng)建立的方法中存在的問題。目前，用在電合成DMC上大部分均相催化劑基于貴金屬鹽和過渡金屬含氮配體絡合物為主。但是，催化劑過高的價格成本和較差的循環(huán)重復性限制其應用。<

3、br>　　金屬-有機骨架(MOFs)材料作為一類特殊的配位聚合物，擁有著高結晶度，高孔隙率以及金屬位點多等特性。MOFs由于其比表面積大，可調(diào)孔徑以及開放的金屬位點等獨特的性質，已經(jīng)成為了一種極富吸引力的材料。我們首次將Cu(Ⅱ)基MOFs用作電催化甲醇氧化羰基化合成DMC的多相催化劑。本文首先合成了Cu-BTC，Cu-bipy-BTC和Cu-bipy-btec三種MOFs，并對其電催化性能進行了表征。我們最終成功證明了將非貴金屬化合物

4、多相化，并利用這種MOF作為電催化劑電合成DMC。這種多相的體系展示很好的電催化效果。這種銅基催化劑在電合成反應過程中能夠至少重復使用四次。所得出的重要結論對于MOFs在電催化領域是一次進一步的發(fā)展。
　　在前面研究的基礎上，我們重新引入了一種MOF/GO復合材料的概念，并將其用在電催化過程中。XRD的結果表明GO的存在不會對所形成的骨架結晶度產(chǎn)生任何影響。此外，可觀測到所形成的塊狀結構比單純的MOF具有更好的晶粒尺寸，以及分散度