当前位置 : X-MOL首页行业资讯 › 一种快速评价非均相催化反应新策略

一种快速评价非均相催化反应新策略

近年来,非均相催化剂已经被广泛应用于化工生产的各类有机反应中,如烯烃环氧化、氯代芳烃脱氯、芳香醇的氧化等反应。通常,非均相催化反应结束后,需要通过离心、萃取和浓缩等前处理步骤才能使液相中的产物进入气相色谱、液相色谱和气-质联用等仪器进行分析,这些步骤不仅耗时、费力,同时还增大了关键产物或中间体信息在前处理过程中丢失的风险。

图1. 原位催化、萃取一体化分析方法示意图


鉴于此,中国石油大学(华东)曾景斌教授(点击查看介绍)课题组提出了一种原位催化和萃取一体化的方法,通过将不同类型的金属纳米颗粒(M=Au、Pt和Pd)沉积分散到纤维状介孔硅球(KCC-1)表面,制备了几种不同类型的M/KCC-1非均相催化剂,进一步通过溶胶-凝胶法使M/KCC-1材料涂覆在带有羟基的石英纤维(直径:150 μm)表面,使涂层同时进行原位催化反应、萃取反应物和产物。待反应结束,直接将纤维进入色谱进样口进行反应物和产物的解吸分析,实现非均相催化反应的快速评价。在这个过程中,该涂层不仅起到催化剂的作用,同时还可以作为吸附剂,实现反应体系中的反应物、产物和中间体的富集。实验首先以Au/KCC-1纤维为例,选择了几个典型的非均相催化反应,包括对硝基苯酚的还原、苯甲醇的氧化以及苯乙烯的环氧化等反应过程进行评价。结果表明,利用此方法均可实现对上述反应不同产物的产率、选择性和催化反应动力学过程的评价。为证明此方法的普适性,进一步将Pt/KCC-1和Pd/KCC-1涂层分别用于催化邻硝基苯胺的还原和对氯苯酚的脱氯反应,均检测到了反应物和产物,证明了该方法的普适性。

图2. Au/KCC-1材料的形貌表征和元素分析图


图3. Au/KCC-1涂层原位催化反应并萃取反应物和产物的色谱图


此方法克服了传统方法评价非均相催化反应繁琐、耗时和需要有机溶剂的缺陷,提高了前处理效率,也改善了分析物在样品前处理过程中容易丢失的问题,同时该方法所需的催化剂用量极少,而且由于催化剂固定在纤维表面,还可以循环使用。该方法对非均相催化反应中不稳定中间体的快速检测、新型催化剂活性评价和多产物的痕量分析具有重要意义。


这一研究成果近期发表于Analytical Chemistry 上,文章的通讯作者为中国石油大学(华东)理学院的曾景斌教授,第一作者为中国石油大学(华东)理学院的硕士研究生李青、博士研究生黄剑坤和雪城大学的曾腾博士。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

In Situ Catalysis and Extraction Approach for Fast Evaluation of Heterogeneous Catalytic Efficiency

Qing Li, Jiankun Huang, Teng Zeng, Xue Zhang, Honglin Li, Congying Wen, Zifeng Yan, Jingbin Zeng*

Anal. Chem., 2020, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c01668


作者简介


曾景斌,教授,博士生导师。研究领域为样品前处理技术和色谱分析方法的开发与磁性/等离激元纳米探针可视化传感在环境与生物分析中的应用。近年来,以第一/通讯作者在Nano Today、Nano Letters、Advanced Functional Materials、Coordination Chemistry Review、Analytical Chemistry、Chemical Communications、ACS Applied Materials and Interface、Nanoscale、Nano-Micro Letters、《中国化学快报》等国外重要学术期刊发表SCI收录论文三十余篇,论文总被引超过1900次,H因子26。主持国家自然科学基金2项,担任中国化学快报青年编委,Sensors and Actuator Report(Elsevier)编委,以第一完成人获中国分析测试协会二等奖1项。


曾景斌

https://www.x-mol.com/university/faculty/54465

个人主页

http://sci.upc.edu.cn/2016/0926/c7175a99623/page.htm


如果篇首注明了授权来源,任何转载需获得来源方的许可!如果篇首未特别注明出处,本文版权属于 X-MOLx-mol.com ), 未经许可,谢绝转载!

阿拉丁
遥感数据采集
数字地球
开学添书香,满额有好礼
加速出版服务
编辑润色服务全线九折优惠
传播分子、细胞和发育生物学领域的重大发现
环境管理资源效率浪费最小化
先进材料生物材料
聚焦分子细胞和生物体生物学
“转化老年科学”.正在征稿
化学工程
wiley你是哪种学术人格
细胞生物学
100+材料学期刊
人工智能新刊
图书出版流程
征集眼内治疗给药新技术
英语语言编辑服务
快速找到合适的投稿机会
动态系统的数学与计算机建模
热点论文一站获取
定位全球科研英才
中国图象图形学学会合作刊
东北石油大学合作期刊
动物源性食品遗传学与育种
专业英语编辑服务
中科大
华盛顿
上海交大
德国
美国
中山大学
西湖大学
药物所
普渡大学
东方理工
ACS材料视界
down
wechat
bug