关键词：
绿色化学
有机-有机杂化材料
三维短孔道有序介孔结构
水介质碳-碳偶联反应
摘要：
绿色化学是研究利用一套原理在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少或消除对人类健康和环境有害物质的科学。而传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3～4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。开发水介质有机化学反应可以极大减少有机溶剂带来的环境污染,核心问题是设计高效催化剂。在催化领域,均相催化剂也在逐渐被非均相催化剂所取代,以此来减少在催化反应中对环境造成的严重污染。因此,均相催化剂的固载化引起了研究者的兴趣,这不仅涉及到催化剂的固载方式,载体的选择也变得尤为重要。有序介孔材料是上世纪90年代迅速兴起的新型纳米结构材料,它一诞生就得到国际物理学、化学与材料学界的高度重视,并迅速发展成为跨学科的研究热点之一。将有机金属固载到二氧化硅壁中将得到新型非均相催化剂,这种催化剂不仅具有类似于周期性介孔有机硅的结构[1,2],还可以通过表面修饰的方法来调节活性位点周围的化学环境[3-6]。迄今为止,我们组在有机金属桥联的PMO（Periodic Mesoporous Organometallic Silicas）催化剂方向上做出了大量的工作,但是这些催化剂大都是二维六方（2D）P6mm的长孔道结构,在催化有机反应中,长孔道不利于反应中分子的吸附和扩散。因此,鉴于上诉组里的研究,本文同样采用共聚法制备出了三维短孔道有机-有机杂化的介孔非均相催化剂,并考察了其催化有机反应的催化性能。论文的主要内容可以概括为以下两个部分:第一部分,采用表面活性剂自组装、有机金属钯硅烷与乙基侨联的有机硅烷共聚法得到非均相催化剂(PMO-Pd（II）-3D)。该催化剂具有有序的三维立方介孔结构、较大的比表面积。与之前组里合成的二维长孔道催化剂相比,该催化剂不易堵塞孔道,对反应物的扩散与传质影响较小。在催化碳-碳偶联反应中,其表现出具有与均相催化剂相当的催化活性。此外,由于该催化剂具有较好的化学稳定性,因此该催化剂重复使用多次后,其催化性能没有明显地降低。第二部分,为了更好地发展三维短孔道介孔有机-有机杂化催化剂的优势,本文的第二部分参照第一部分将有机金属钯硅烷换成有机金属铑硅烷,在同样的条件下,合成了三维短孔道有机金属铑催化剂,并将该催化剂应用于Heck-type反应中,结果表明该催化剂比较稳定,循环使用多次后,活性没有明显降低。
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