噻二唑基稀土金属有机骨架高效催化CO₂环加成反应

摘要

利用含有噻二唑基团的四羧酸配体5,5′-（苯并噻二唑-4,7-二取代）-间苯二甲酸（H₄BTDI）与稀土金属硝酸盐,通过溶剂热法合成了一系列异质同晶的新型三维稀土金属有机骨架（MOFs）材料[RE₄（BTDI）₃（DMF）₄]·solv（RE-BTDI, RE=Er, Dy, Y）.通过Py-IR和NH₃-TPD测试证实了RE-BTDI结构的稀土金属节点可作为Lewis酸性位点,同时通过配体引入的噻二唑基团作为极性位点可提升材料的CO₂吸附性能,在二者的协同下, RE-BTDI对CO₂和系列环氧化物的环加成反应展示出良好的催化活性.在80℃, 1MPa CO₂条件下,用0.1%（摩尔分数）的Er-BTDI催化CO₂与氧化苯乙烯的环加成反应,反应5 h后苯乙烯环状碳酸酯的产率均可达到90%,并且在循环催化5轮后,催化活性和催化剂结构均无明显改变.此外,对于其它环氧化物,在较温和的催化条件下使用RE-BTDI，相应环状碳酸酯产物的产率可达到92.5%～99.0%.

关键词

金属有机骨架 / 稀土 / 噻二唑 / 非均相催化 / 二氧化碳环加成