ACS Catal: 休斯顿大学报道MIL-100型MOF用于苯甲醛和甲醇加成反应

纳米

2020-03-12

金属有机框架化合物目前正成为一类新型催化剂，这种催化剂的特点在于可以构建具有均匀分布、单分散性的Lewis酸性位点，通过调节框架组成和结构，能够很大程度上调节其性质。目前比较好的一个例子是利用MIL-100实现对羧酸的缩醛化（acetalization）反应。目前大量针对缩醛化的反应已经报道，但是其中关于MIL-100中的活性位点仍然没有很明确的结果。美国休斯顿大学的Praveen Bollini等研究者应用了红外光谱法、原位滴定法、催化控制实验对MIL-100在苯甲醛的缩醛反应中，研究了催化活性位点上Brønsted和Lewis性质对催化的作用。

本文要点

（1)    合成了MIL-100(Cr)和MIL-100(Fe)结构催化剂，相同条件下对比发现MIL-100(Fe)有更好的催化效果。热处理方法提升Lewis酸性位点的密度并同时降低Brønsted酸性位点能够消除高达90 %的苯甲醛缩醛反应。红外光谱法发现吡啶分子吸附位点 ：通过吡啶、2,6-di-tert-butylpyridine吡啶连续吸附验证了反应过程中酸性位点是水配位的Brønsted型位点。通过在催化剂上实施原位滴定（in-situ titration），发现63 %的转化数消除。当催化剂在523 K中热处理后，催化活性基本消失。

（2)    本文发展的方法能够在其他类型MOF结构催化剂相关研究中得以应用，并在此研究中发现确定反应过程中活性位点的变化情况重要性。

参考文献

Jacklyn N. Hall; Praveen Bollini*

Metal–Organic Framework MIL-100 Catalyzed Acetalization of Benzaldehyde with Methanol: Lewis or Brønsted Acid Catalysis?

ACS Catal. 2020, 10, XXX, 3750-3763, DOI: 10.1021/acscatal.0c00399

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.0c00399