双金属CuCo-MOFs材料高效催化环烯烃与空气的环氧化反应

摘要

双金属有机框架（MOFs）材料具备可修饰的骨架结构和多金属间的协同效应,在催化领域展现出巨大的应用潜力.本文选取具有相似电子结构和离子半径的Cu²⁺和Co²⁺作为金属中心,构建了双金属CuCo-MOFs催化剂,实现了环烯烃高效温和的空气环氧化反应,且体系中无外加引发剂或助还原剂.采用静态水热法制备的Cu_0.1Co-MOF-BTC-S-150-24催化剂经X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、 X射线光电子能谱（XPS）和氨气程序升温脱附测试（NH₃-TPD）等表征手段证实其结构特性.在优化条件下（以1,4-二氧六环为溶剂,80℃, 5 h,空气作为氧化剂）,该催化剂对3-甲基-1-环己烯的空气环氧化反应表现出优异的催化性能,底物转化率高达97.2%,环氧产物选择性≥99%.同时,该催化剂展现出良好的底物普适性,对环辛烯和4-乙烯基-1-环己烯的转化率分别达到79.4%和80.3%,相应环氧产物的选择性为98.0%和74.3%.经过5次循环使用后,催化剂仍保持稳定的催化活性,表明其具有良好的循环稳定性.

关键词

双金属CuCo-MOFs / 环烯烃 / 3-甲基-1-环己烯 / 空气 / 环氧化