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蒙脱土中“脱颖而出”的催化剂
蒙脱土是由两层硅氧四面体夹持一层[AlO2(OH)4]八面体构成的2:1型层状硅酸盐矿物。蒙脱土晶体一般呈不规则片状,是一种典型的二维材料,其厚度约1 nm,长宽约100 nm。蒙脱土的结构决定了其片层纵向上的催化基团有可能产生纳米效应。由于蒙脱土四面体中心阳离子Si4+和八面体中心阳离子Al3+常被低价阳离子取代,使得蒙脱土层板带有一定量的负电荷,需要由层间阳离子来维持电荷平衡。采用简单的无机酸活化、阳离子交换以及路易斯酸负载等方法,可在较宽范围内调变其结构及催化性能。改性后的蒙脱土的表面积大、酸性可调、具备一定的可回收性能,是很有潜力的负载型催化剂。
本课题组使用蒙脱土负载路易斯酸,制备了一系列负载型催化剂,用于催化Mannich反应、Biginelli反应、Knoevenagel反应、Hantzsch反应以及酯化反应等多种类型的反应。负载型催化剂不但可以回收利用,减少三废排放、简化后处理步骤,还具有一定的协同作用。负载后的催化剂表现出较强的催化活性,使用超声、微波、研磨等物理手段,还可以进一步提高其催化性能。贵金属催化剂具有优异的催化活性但成本较高,制备高活性、高负载率、结构可调控的蒙脱土负载贵金属催化剂,获得纳米级直至单原子级分散的高性能负载型贵金属催化剂是我们今后主要的研究方向之一。
 
作者简介:
尹晓刚(1976-),男,博士,贵州师范大学副教授,硕士生导师(招收有机化学、分析化学和物理化学专业研究生),《合成化学》编委,主要从事负载催化剂的设计合成、聚合物改性、新型高分子助剂的设计合成等研究。曾多次参加国家自然基金、国家科技支撑计划等国家级、省部级研究项目,获得2018年贵州省教学成果奖一等奖、贵州省科技进步奖二等奖。并与联塑科技发展有限公司、3537制鞋有限公司等大型企业合作完成了多个横向课题,取得了良好的经济效益。以第一作者或通讯作者在国内外学术刊物上发表学术论文60余篇、授权实用新型专利3项,发明专利7项。欢迎感兴趣的读者与尹晓刚老师交流(E-mail: m13885115516@163.com)。
代表性文章:
吴小云,龚维,陈卓,等. 超声条件下低共熔溶剂中的Biginelli反应[J].合成化学,2018,26(5) :415-419.
吴小云,李梅,杜莹,等. MMT/NiCl2催化合成5-亚苄基巴比妥酸衍生物[J].合成化学,2018,26(4):266-270.

 
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