沸石分子篩結構內配位不飽和位點(diǎn):構筑與催化應用
摘要:具有規則微孔結構的沸石分子篩是目前廣泛應用的吸附劑和催化劑,而它的框架結構還可作為承載配位不飽和位點(diǎn)的理想平臺.近年來(lái),沸石分子篩結構內配位不飽和位點(diǎn)的構建、表征和催化應用方面已經(jīng)取得重要進(jìn)展,本文將從配位催化的視角對其進(jìn)行總結與討論.配位催化的概念由Natta在討論Ziegler-Natta催化劑的性質(zhì)時(shí)提出,已被廣泛用于一系列重要反應,如加氫、氧化、羰基化、氫甲?;虲-C鍵偶聯(lián)中.配位催化盡管表現出高活性、高選擇性和反應機理清晰等優(yōu)點(diǎn),但通常的過(guò)渡金屬配合物催化劑在分離與回收方面也存在明顯缺陷.沸石分子篩具有分子尺寸的規則孔道結構,其骨架、孔道內與離子交換位均可以引入過(guò)渡金屬離子構筑配位不飽和位點(diǎn).這一策略可以將配位化學(xué)與沸石化學(xué)的相關(guān)概念結合起來(lái),并在多相催化反應過(guò)程中充分利用配位催化的優(yōu)點(diǎn).本文首先介紹了沸石分子篩骨架內與骨架外配位不飽和位點(diǎn)不同構筑策略,即離子交換-焙燒、擴散浸漬-焙燒、直接水熱合成、過(guò)渡金屬配合物封裝以及骨架脫鋁補位修飾,并對其特點(diǎn)進(jìn)行了比較.隨后討論了用于檢測陽(yáng)離子落位、存在狀態(tài)及其在沸石分子篩結構中動(dòng)態(tài)變化的光譜技術(shù),包括振動(dòng)光譜(傅里葉變換紅外光譜、拉曼光譜)、電子光譜(紫外-可見(jiàn)漫反射光譜、X射線(xiàn)光電子能譜)、共振波譜(固體核磁共振、電子自旋共振)以及X射線(xiàn)吸收譜(X射線(xiàn)近邊吸收、X射線(xiàn)吸收精細結構).最后一部分總結了含配位不飽和位點(diǎn)的沸石分子篩在代表性重要催化反應中的應用,從氮氧化物轉化、C-H鍵活化(甲烷羥基化、苯羥基化、丙烷氧化脫氫)、烯烴功能化(聚合、環(huán)氧化)、環(huán)氧化物開(kāi)環(huán)(水合、氨解)和羰基活化(Baeyer-Villiger氧化重排、Meerwein-Ponndorf-Verley還原)等幾類(lèi)反應展開(kāi)討論.對反應機理與構效關(guān)系的認識一
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