工作动态

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工程中心在绿色泡沫催化体系研究取得重要

近日,精细化学品工程中心张越副教授、白雪丽等在期刊Green Chemistry (IF=9.405)上发表了题为“An environmentally benign multiphase solid-liquid-gas catalysis”的研究论文(原文链接https://pubs.rsc.xilesou.top/en/content/articlehtml/2020/gc/c9gc04063c),该论文开发了一种新型的利用分子氧作氧化剂的绿色泡沫催化体系。

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传统上,分子氧作氧化剂参与的有机化学反应中所涉及的多相催化剂主要分为负载金属组分型、金属氧化物、金属配合物等类型。这些催化剂可以回收并循环使用,具有应用于工业催化的潜力。但是,所涉及的催化体系为气-液-固三相体系,不利于反应物之间的接触。为此,我校精细化学品工程中心赵永祥课题组开发了一种多金属氧酸盐基的有机-无机杂化材料,属于阴离子表面活性剂。在鼓入氧气过程中,实现了反应物以及催化剂之间的直接接触。

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研究结果表明:该杂化材料可以吸附到气-油界面并降低底物的表面张力使体系形成一种相对稳定的泡沫体系。通过调控有机部分的组分,可以改变其形成泡沫的能力。泡沫的形成不仅可以有效地增加反应速率使其快速达到反应平衡,而且可以提高整个体系的氧气浓度增加产物的收率。其次,该催化剂可以通过简单的操作进行回收,在循环使用的过程中并没有发现明显的性能下降。该研究实现了不仅实现了传统意义上的多相催化剂的可回收性,而且,为分子氧参与的绿色催化过程提供了更多设计思路。

该论文的第一作者为博士研究生白雪丽,通讯作者是赵永祥教授和张越副教授。该工作得到了国家自然科学基金(21503124,U1710221),山西省国际科技合作项目(201703D421034) 山西省自然科学基金(201901D111016)和晋医药协同创新项目(JYXTCXLL-02)大力支持。

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