碳前驱体在全氟磺酸型碳基固体酸材料设计中的影响

李璀灿 张梦晓 华伟明 乐英红 高滋

引用本文: 李璀灿, 张梦晓, 华伟明, 乐英红, 高滋. 碳前驱体在全氟磺酸型碳基固体酸材料设计中的影响[J]. 物理化学学报, 2015, 31(9): 1747-1752. doi: 10.3866/PKU.WHXB201506012 shu
Citation:  LI Cui-Can, ZHANG Meng-Xiao, HUA Wei-Ming, YUE Ying-Hong, GAO Zi. Effect of the Carbon Precursor on the Design of Perfluorosulfonic Acid Functionalized Carbon Catalysts[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2015, 31(9): 1747-1752. doi: 10.3866/PKU.WHXB201506012 shu

碳前驱体在全氟磺酸型碳基固体酸材料设计中的影响

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21273043)资助项目 (21273043)

摘要:

以碳纳米管、介孔碳分子筛和氮掺杂的介孔碳为前驱体, 采用全氟磺酸-全氟乙烯共聚物(PTFE)液相沉积方法制备了修饰量相同的三种全氟磺酸功能化碳基固体酸催化剂, 利用N2吸附、热重分析(TG)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外变换(FTIR)光谱以及电位滴定等方法对材料的结构和酸性进行了表征. 考察催化剂对于苯甲醇与苯甲醚Friedel-Crafts (F-C)反应的催化性能. 结果表明, 前驱体的比表面积越大, 与修饰剂的相互作用越强, 越有利于修饰剂在前驱体表面的分散, 得到的催化剂表面酸量越多, 酸催化活性越好. 因此, 全氟磺酸功能化的氮掺杂介孔碳在F-C反应中表现出最高的活性和稳定性.

English

    1. [1]

      (1) Anastas, P. T.; Kirchhoff, M. M. Accounts Chem. Res. 2002, 35 (9), 686. doi: 10.1021/ar010065m

      (1) Anastas, P. T.; Kirchhoff, M. M. Accounts Chem. Res. 2002, 35 (9), 686. doi: 10.1021/ar010065m

    2. [2]

      (2) Horvath, I. T.; Anastas, P. T. Chem. Rev. 2007, 107 (6), 2169. doi: 10.1021/cr078380v(2) Horvath, I. T.; Anastas, P. T. Chem. Rev. 2007, 107 (6), 2169. doi: 10.1021/cr078380v

    3. [3]

      (3) Ember, L. R. Chem. Eng. News 1993, 71 (23), 7. doi: 10.1021/cen-v071n023.p007(3) Ember, L. R. Chem. Eng. News 1993, 71 (23), 7. doi: 10.1021/cen-v071n023.p007

    4. [4]

      (4) Amato, I. Science 1993, 259 (5101), 1538.(4) Amato, I. Science 1993, 259 (5101), 1538.

    5. [5]

      (5) Sheldon, R. A. Chem. Tech. 1994, 24 (3), 38.(5) Sheldon, R. A. Chem. Tech. 1994, 24 (3), 38.

    6. [6]

      (6) Ember, L. R. Chem. Eng. News 1991, 69 (27), 7. doi: 10.1021/cen-v069n027.p007(6) Ember, L. R. Chem. Eng. News 1991, 69 (27), 7. doi: 10.1021/cen-v069n027.p007

    7. [7]

      (7) Okuhara, T. Chem. Rev. 2002, 102, 3641. doi: 10.1021/cr0103569(7) Okuhara, T. Chem. Rev. 2002, 102, 3641. doi: 10.1021/cr0103569

    8. [8]

      (8) Smith, K.; EI-Hiti, G. A.; Jayne, A. J.; Butters, M. Org. Biomol. Chem. 2003, 1 (9), 1560. doi: 10.1039/b301260c(8) Smith, K.; EI-Hiti, G. A.; Jayne, A. J.; Butters, M. Org. Biomol. Chem. 2003, 1 (9), 1560. doi: 10.1039/b301260c

    9. [9]

      (9) Okamura, M.; Takagaki, A.; Toda, M.; Kondo, J. N.; Domen, K.; Tatsumi, T.; Hara, M.; Hayashi, S. Chem. Mat. 2006, 18 (13), 3039. doi: 10.1021/cm0605623(9) Okamura, M.; Takagaki, A.; Toda, M.; Kondo, J. N.; Domen, K.; Tatsumi, T.; Hara, M.; Hayashi, S. Chem. Mat. 2006, 18 (13), 3039. doi: 10.1021/cm0605623

    10. [10]

      (10) Torres, P. M.; Pastor, P. O.; Castell贸n, E. R.; Lepez, A. J. J. Solid State Chem. 1991, 94 (2), 368. doi: 10.1016/0022-4596(91)90203-T(10) Torres, P. M.; Pastor, P. O.; Castell贸n, E. R.; Lepez, A. J. J. Solid State Chem. 1991, 94 (2), 368. doi: 10.1016/0022-4596(91)90203-T

    11. [11]

      (11) Mo, X. H.; L贸pez, D. E.; Liu, Y. J.; Lotero, E.; odwin, J. G. J. Catal. 2008, 254, 332. doi: 10.1016/j.jcat.2008.01.011(11) Mo, X. H.; L贸pez, D. E.; Liu, Y. J.; Lotero, E.; odwin, J. G. J. Catal. 2008, 254, 332. doi: 10.1016/j.jcat.2008.01.011

    12. [12]

      (12) Moghaddas, M.; Davoodnia, A.; Heravi, M. M.; Hoseini, N. T. Chin. J. Catal. 2012, 33, 706. doi: 10.1016/S1872-2067(11)60377-X(12) Moghaddas, M.; Davoodnia, A.; Heravi, M. M.; Hoseini, N. T. Chin. J. Catal. 2012, 33, 706. doi: 10.1016/S1872-2067(11)60377-X

    13. [13]

      (13) Zhou, L. P.; Dong, B. B.; Tang, S.; Ma, H.; Chen, C.; Yang, X. M.; Xu, J. J. Energy Chem. 2013, 22, 659. doi: 10.1016/S2095-4956(13)60087-X(13) Zhou, L. P.; Dong, B. B.; Tang, S.; Ma, H.; Chen, C.; Yang, X. M.; Xu, J. J. Energy Chem. 2013, 22, 659. doi: 10.1016/S2095-4956(13)60087-X

    14. [14]

      (14) Liu, F. J.; Kong, W. P.; Wang, L.; Yi, X. F.; Noshadi, I.; Zheng, A. M.; Qi, C. Z. Green Chem. 2015, 17, 480. doi: 10.1039/C4GC01052C(14) Liu, F. J.; Kong, W. P.; Wang, L.; Yi, X. F.; Noshadi, I.; Zheng, A. M.; Qi, C. Z. Green Chem. 2015, 17, 480. doi: 10.1039/C4GC01052C

    15. [15]

      (15) Liu, F. J.; Noshadi, I.; Zheng, A. M.; Xiao, F. S. Appl. Catal. B-Environ. 2013, 136-137, 193.(15) Liu, F. J.; Noshadi, I.; Zheng, A. M.; Xiao, F. S. Appl. Catal. B-Environ. 2013, 136-137, 193.

    16. [16]

      (16) Zhang, M. X.; Li, C. C.; Hua, W. M.; Yue, Y. H.; Gao, Z. Chin. J. Catal. 2014, 35 (11), 1875.(16) Zhang, M. X.; Li, C. C.; Hua, W. M.; Yue, Y. H.; Gao, Z. Chin. J. Catal. 2014, 35 (11), 1875.

    17. [17]

      (17) [张梦晓, 李璀灿, 华伟明, 乐英红, 高滋. 催化学报, 2014, 35 (11), 1875.](17) [张梦晓, 李璀灿, 华伟明, 乐英红, 高滋. 催化学报, 2014, 35 (11), 1875.]

    18. [18]

      (18) Chen, H. C.; Sun, F. G.; Wang, J. T.; Li, W. C.; Qiao, W. M.; Lin, L. C.; Long, D. H. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 8318. doi: 10.1021/jp4017773(18) Chen, H. C.; Sun, F. G.; Wang, J. T.; Li, W. C.; Qiao, W. M.; Lin, L. C.; Long, D. H. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 8318. doi: 10.1021/jp4017773

    19. [19]

      (19) Cid, R.; Pecchi, G. P. Appl. Catal. 1985, 14, 15. doi: 10.1016/S0166-9834(00)84340-7(19) Cid, R.; Pecchi, G. P. Appl. Catal. 1985, 14, 15. doi: 10.1016/S0166-9834(00)84340-7

    20. [20]

      (20) Tagusagawa, C.; Takagaki, A.; Hayashi, S.; Domen, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 7831. doi: 10.1021/jp900525a(20) Tagusagawa, C.; Takagaki, A.; Hayashi, S.; Domen, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 7831. doi: 10.1021/jp900525a

    21. [21]

      (21) De la Cruz, M. H. C.; Da Silva, J. F. C.; Lachter, E. R. Catal. Today 2006, 118, 379. doi: 10.1016/j.cattod.2006.07.058(21) De la Cruz, M. H. C.; Da Silva, J. F. C.; Lachter, E. R. Catal. Today 2006, 118, 379. doi: 10.1016/j.cattod.2006.07.058

    22. [22]

      (22) Khder, A. S.; EI-Sharkawy, E. A.; EI-Hakam, S. A.; Ahmed, A. I. Catal. Commun. 2008, 9 (5), 769. doi: 10.1016/j.catcom.2007.08.022(22) Khder, A. S.; EI-Sharkawy, E. A.; EI-Hakam, S. A.; Ahmed, A. I. Catal. Commun. 2008, 9 (5), 769. doi: 10.1016/j.catcom.2007.08.022

    23. [23]

      (23) Sharma, S.; Vyas, S.; Patel, A. J. Mol. Catal. A-Chem. 2004, 214 (2), 281. doi: 10.1016/j.molcata.2003.12.038(23) Sharma, S.; Vyas, S.; Patel, A. J. Mol. Catal. A-Chem. 2004, 214 (2), 281. doi: 10.1016/j.molcata.2003.12.038

    24. [24]

      (24) Pizzio, L. R.; V谩zquez, P. G.; C谩ceres, C. V.; Blanco, M. N. Appl. Catal. A-Gen. 2003, 256, 125. doi: 10.1016/S0926-860X(03)00394-6(24) Pizzio, L. R.; V谩zquez, P. G.; C谩ceres, C. V.; Blanco, M. N. Appl. Catal. A-Gen. 2003, 256, 125. doi: 10.1016/S0926-860X(03)00394-6

    25. [25]

      (25) Villabrille, P.; V谩zquez, P. G.; Blanco, M. N.; C谩ceres, C. V. J. Colloid Interface Sci. 2002, 251, 151. doi: 10.1006/jcis.2002.8391(25) Villabrille, P.; V谩zquez, P. G.; Blanco, M. N.; C谩ceres, C. V. J. Colloid Interface Sci. 2002, 251, 151. doi: 10.1006/jcis.2002.8391

    26. [26]

      (26) Liu, K.; Wang, X. Y.; Ding, S. D.; Li, Y.; Hua, W. M.; Yue, Y. H.; Gao, Z. J. Mol. Catal. A-Chem. 2013, 380, 84. doi: 10.1016/j.molcata.2013.09.019

      (26) Liu, K.; Wang, X. Y.; Ding, S. D.; Li, Y.; Hua, W. M.; Yue, Y. H.; Gao, Z. J. Mol. Catal. A-Chem. 2013, 380, 84. doi: 10.1016/j.molcata.2013.09.019

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  244
  • 文章访问数:  522
  • HTML全文浏览量:  2
文章相关
  • 发布日期:  2015-09-06
  • 收稿日期:  2015-04-16
  • 网络出版日期:  2015-06-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章