cu掺杂zif-8纳米晶催化硅烷与醇脱氢偶联制备硅氧烷的研究

cu掺杂zif-8纳米晶催化硅烷与醇脱氢偶联制备硅氧烷的研究

zif-8是zn。但现有广泛使用的双金属ZIF-8材料的液相合成法存在产率低、配体及溶剂用量大等问题,成为后期材料性能研究的瓶颈。为了解决该问题,探索更高效、绿色的合成方法成为目前研究的当务之急。考虑到已报道的机械研磨法在制备ZIF-8材料中的优势实验材料表面三水合硝酸铜(Cu(NO制装剂将1.6mmol(金属离子的总摩尔量)ZnO和Cu(NO征服征服粉末X射线衍射(PXRD)测量是在RigakuUltimaIV衍射仪上使用CuKα辐射和石墨单色仪(正丁醇、硅烷的反应将Cu掺杂ZIF-8纳米晶(50mg)加入配有磁力搅拌子的25mL玻璃反应器中,然后加入正丁醇(2mL)及硅烷(1mmol),70℃下反应。反应过程中,取液样,使用配备有KB-5毛细管柱和FID检测器的气相色谱仪(型号为FULI9790II)来监测硅烷脱氢偶联反应的进程。结果与讨论液体、金属前驱体及金属与配体比例的影响为了探索使用机械研磨法是否能制备Cu掺杂ZIF-8纳米晶,我们首先就液体、金属前驱体、金属与配体的比例这三个关键因素对合成的影响进行了探讨,并以Cu25%ZIF-8纳米晶(Cu占总金属摩尔量的25%)的合成为例来报道相关研究结果。液体污染在机械研磨过程中,少量添加的液体能增加反应物的流动性,有时甚至对目标产物的合成起到不可或缺的作用反应速率的影响另外,固相反应中,前驱体的反应性直接决定了反应的速率。因此研究了金属前驱体的选择对合成的影响。由图2中产物的XRD图可知,以Cu(NO金属与配体摩尔比的影响一般在合成ZIF材料时,为了提高产物的产率,配体相较于金属会大大过量。在确定液体与前驱体对合成的影响后,我们进一步探索了金属与配体的比例对合成的影响。如图3(a)所示,金属与配体的摩尔比在1∶2至1∶8范围内,所得产物都有与ZIF-8相似的衍射峰。当金属与配体的摩尔比由1∶2增加至1∶4时,产率由34%提高到82%,达到最大值,如图3(b)所示。金属与配体的摩尔比增至1∶8时,产率依然保持不变。基于以上研究结果,在制备不同Cu掺杂量的ZIF-8纳米晶时,选择1∶4的金属与配体摩尔比。合成了Cu25%ZIF-8,Cu55%ZIF-8和Cu85%ZIF-8(命名中的百分数为铜的量与所有金属的物质的量之比)三个样品,并对其进行了详细的结构表征。cu掺杂量对zif-8纳米晶的影响如图4所示,相较于ZIF-8纳米晶粉末样品的白色,Cu掺杂ZIF-8纳米晶随着Cu掺杂量的提高,颜色由淡黄色变为深黄绿色。通过ICP-MS测定的Cu25%ZIF-8,Cu55%ZIF-8和Cu85%ZIF-8的实际Cu摩尔分数(即Cu的量与所有金属的量之比)分别为6.4%,9.1%和16.8%.如图5所示,由不同Cu掺杂量的ZIF-8纳米晶的XRD图可知掺杂Cu后,样品依然保持了与ZIF-8一致的衍射峰,说明Cu此外,通过在77K下的N综上所述,从粉末样品的颜色、XRD表征结果与Ncu掺杂zif-8纳米晶的催化活性由于Cu具有催化硅烷与醇的脱氢偶联反应活性Cu掺杂ZIF-8纳米晶催化PhMe反应条件:1.0mmolPhMe如表2所示,随着Cu掺杂量的提高,PhMe进一步通过空白实验及Cu基MOF材料HKUST-1的对照实验,分析了Cu掺杂ZIF-8纳米晶的催化活性水平。空白实验结果表明,在不加催化剂的情况下,反应90h时PhMe鉴于Cu85%ZIF-8纳米晶的高反应活性,进一步评价了该材料的催化循环稳定性(图8)。在循环5次之后,Cu85%ZIF-8纳米晶对PhMecu掺杂zif纳米晶的制备工艺及其应用本研究报道了一种利用液体辅助的机械研磨法合成Cu掺杂ZIF纳米晶的方法。对合成条件的系统研究表明,少量添加的液体及金属前驱体的选择对Cu掺杂ZIF纳米晶的成功制备有重要影响。该合成方法相较于常用的液相