在金属有机框架上支的单牙酸胺复合物,用于高性能乙烯二元化
Wenmiao Chen1,2, Palani Elumalai1, Hind Mamlouk1
1Division of Arts and Sciences, Texas A&M University at Qatar, Education City, P.O. Box, Doha, 23874, Qatar.
新的催化剂在UiO-66上固定胺复合体,以有效地将乙烯二聚变为1-丁烯. 这种金属有机框架 (MOF) 催化剂为工业应用提供了高活性,选择性和稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 乙烯二聚化对于生产1-丁烯至关重要,需要高度选择性和活性的催化剂.
- 现有的有机金属催化剂往往缺乏稳定性,而异质催化剂可能具有有限的可调性.
- 金属有机框架 (MOF) 为固定催化物种提供了稳定的支架.
研究的目的:
- 开发和优化在UiO-66上固定的新型单酸胺-复合体,用于乙烯二元化.
- 研究连接体结构的可调性及其对催化性能的影响.
- 探索连续生产的潜力,并了解反应机制.
主要方法:
- 通过合成后修饰,通过五种不同的素连接体和三种含有N的连接体合成功能化的UiO-66.
- 尼克尔复合物的固定在功能化的MOF支架上.
- 在各种条件下对乙烯二聚化进行催化试验,包括包装列微反应器.
- 使用密度函数理论 (DFT) 计算的机制研究.
主要成果:
- 确定了UiO-66-L5-NiCl2,以异基替代单胺复合物为特征,作为最佳催化剂.
- 在15bar的乙烯压力下实现了显著的活性 (TOF为29,000h-1) 和99%的对1-布的选择性.
- 证明了在连续流中应用,使用一个装满的柱子微反应器,其高周转率 () 为72000.
- DFT计算显示了不同的速率决定步骤和优化MOF催化剂的较低激活障碍.
结论:
- 通过实验和理论数据对连接物效应的系统优化导致了高效的乙烯二聚化催化剂.
- 在MOF上有机金属催化剂的异质化提供了一种可行的战略,以提高稳定性和可性.
- 开发的催化剂显示出对工业1-丁烯生产的巨大潜力.
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