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化学进展 2012, Vol. 24 Issue (05): 747-756 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

金属-有机骨架材料在烯烃氧化中的应用

黎林清1,2, 吕迎1, 李军1, 董晓丽2, 高爽1*   

  1. 1. 中国科学院大连化学物理研究所 大连 116023;
    2. 大连工业大学化工与材料学院 大连 116034
  • 收稿日期:2011-09-01 修回日期:2011-12-01 出版日期:2012-05-24 发布日期:2012-04-10
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No.20643006)和国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2009CB623505)资助
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Application of Metal-Organic Frameworks in Olefin Oxidation

Li Linqing1,2, Lv Ying1, Li Jun1, Dong Xiaoli2, Gao Shuang1*   

  1. 1. Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China;
    2. School of Chemical Engineering and Materials, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China
  • Received:2011-09-01 Revised:2011-12-01 Online:2012-05-24 Published:2012-04-10
本文分别从以骨架中的金属(金属簇)为催化中心的MOF材料、利用具有催化活性的刚性有机配合物构筑的MOF材料和MOF负载催化材料三个方面详细介绍了MOF作为催化剂在烯烃氧化反应中的应用情况,分析了其各自的优缺点。具有催化活性的刚性有机配合物构筑的MOF材料稳定性较好,能够引入具有光学活性的催化剂,可以作为不对称催化氧化催化剂使用,是未来的一个研究发展方向。
关键词： 金属有机骨架, 氧化, 烯烃, 环氧化, 催化
As a new class of porous solids, metal-organic frameworks (MOFs) have attracted a great deal of interests of chemists in the world due to their unique properties, such as the high specific surface area, tailoring structure properties and 100% utilization of exposed metal ions. The chemical and structural versatility of such materials makes them potentially candidates for applications in catalysis. In this review, we focus our attention on olefins oxidation using MOF as catalysts. Three classes of MOF catalysts are active site at the inorganic nodes on the MOF, active site at the organic or pseudo-organic linkers, and MOF-supported active specie. The applications of the three classes of MOF catalysts on the olefins oxidation are discussed in detail.

Contents
1 Introduction
2 Catalysis by metal nodes on the MOF
2.1 Catalysis by Fe-MOF
2.2 Catalysis by Cu-MOF
2.3 Catalysis by Ni-MOF
2.4 Catalysis by Ln-MOF
2.5 Catalysis by Co-MOF
2.6 Catalysis by V-MOF
3 Catalysis by homogeneous catalysts incorporated as MOF struts at the organic or pseudo-organic linkers
3.1 Metalloporphyrins
3.2 Salen complexes
4 Catalysis by MOF-supported metals or clusters
5 Conclusions and Outlook

Key words: metal-organic frameworks (MOFs), oxidation, olefin, epoxidation, catalysis

中图分类号: 

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[1] Yaghi O M, Keeffe M O, Ockwig N W, Chae H K, Eddaoudi M, Kim J. Nature, 2003, 423: 705—714
[2] James S L. Chem. Soc. Rev., 2003, 32: 276—288
[3] Kitagawa S, Kitaura R, Noro S. Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43: 2334—2337
[4] Ferey G. Chem. Soc. Rev., 2008, 37: 191—214
[5] 刘丽丽(Liu L L), 张鑫(Zhang X), 徐春明(Xu C M). 化学进展(Progress in Chemistry), 2010, 22(11): 2089—2098
[6] 魏文英(Wei W Y), 方键 (Fang J), 孔海宁(Kong H N), 韩金玉(Han J Y), 常贺英(Chang H Y). 化学进展(Progress in Chemistry), 2005, 17(6): 1110—1115
[7] Dhakshinamoorthy A, Alvaro M, Garcia H. ACS Catal., 2011, 836—840
[8] Brown K, Zolezzi S, Aguirre P, Venegas-Yazigi D, Paredes-Garcia V, Baggio R, Novak M A, Spodine E. Dalton Trans., 2009, 1422—1427
[9] Jiang D, Mallat T, Meier D M, Urakawa A, Baiker A. J. Catal., 2010, 270(1): 26—33
[10] Lee J S, Halligudi S B, Jang N H, Hwang D W, Chang J S, Hwang Y K. Bull. Korean. Chem. Soc., 2010, 31(6): 1489—1495
[11] Sen R, Koner S, Hazra D K, Helliwell M, Mukherjee M. Eur. J. Inorg. Chem., 2011, (2): 241—248
[12] Tonigold M, Lu Y, Bredenkoetter B, Rieger B, Bahnmueller S, Hitzbleck J, Langstein G, Volkmer D. Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48(41): 7546—7550
[13] Tonigold M, Lu Y, Mavrandonakis A, Puls A, Staudt R, Mollmer J, Sauer J, Volkmer D. Chem. Eur. J., 2011, 17: 8671— 8695
[14] Lu Y, Tonigold M, Bredenktter B, Volkmer D, Hitzbleck J, Langstein G. Z. Anorg. Allg. Chem., 2008, 634 (12/13): 2411—2417
[15] Zhang A, Li L, Li J, Zhang Y, Gao S. Catal. Commun., 2011, 12 (13): 1183—1187
[16] Leus K, Muylaert I, Vandichel M, Marin G B, Waroquier M, van Speybroeck V, van der Voort P. Chem. Commun., 2010, 5085—5087
[17] Suslick K S, Bhyrappa P, Chou J H, Kosal M E, Nakagaki S, Smithenry D W, Wilson S R. Acc. Chem. Res., 2005, 38(4): 283—291
[18] Farha O K, Shultz A M, Sarjeant A A, Nguyen S T, Hupp J T. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133(15): 5652—5655
[19] Xie M H, Yang X L, Wu C D. Chem. Commun., 2011, 5521—5523
[20] Song F J, Wang C, Falkowski J M, Ma L Q, Lin W B. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132(43): 15390—15398
[21] Cho S H, Ma B, Nguyen S T, Hupp J T, Albrecht-Schmitt T E. Chem. Commun., 2006, 2563—2565
[22] Shultz A M, Farha O K, Adhikari D, Sarjeant A A, Hupp J T, Nguyen S T. Inorg. Chem., 2011, 50(8): 3174—3176
[23] Shultz A M, Sarjeant A A, Farha O K, Hupp J T, Nguyen S T. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133(34): 13252—13255
[24] Bhattacharjee S, Yang D A, Ahn W S. Chem. Commun., 2011, 47(12): 3637—3639
[25] Maksimchuk N V, Timofeeva M N, Melgunov M S, Shmakov A N, Chesalov Y A, Dybtsev D N, Fedin V P, Kholdeeva O A. J. Catal., 2008, 257(2): 315—323
[26] Maksimchuk N V, Kovalenko K A, Arzumanov S S, Chesalov Y A, Melgunov M S, Stepanov A G, Fedin V P, Kholdeeva O A. Inorg. Chem., 2010, 49(6): 2920—2930
[27] Mueller M, Hermes S, Kaehler K, van den Berg M W E, Muhler M, Fischer R A. Chem. Mater., 2008, 20(14): 4576—4587
[1] 李帅, 朱娜, 程扬健, 陈缔. NH3选择性催化还原NOx的铜基小孔分子筛耐硫性能及再生研究[J]. 化学进展, 2023, 35(5): 771-779.
[2] 赵秉国, 刘亚迪, 胡浩然, 张扬军, 曾泽智. 制备固体氧化物燃料电池中电解质薄膜的电泳沉积法[J]. 化学进展, 2023, 35(5): 794-806.
[3] 杨孟蕊, 谢雨欣, 朱敦如. 化学稳定金属有机框架的合成策略[J]. 化学进展, 2023, 35(5): 683-698.
[4] 杨越, 续可, 马雪璐. 金属氧化物中氧空位缺陷的催化作用机制[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 543-559.
[5] 徐怡雪, 李诗诗, 马晓双, 刘小金, 丁建军, 王育乔. 表界面调制增强铋基催化剂的光生载流子分离和传输[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 509-518.
[6] 李佳烨, 张鹏, 潘原. 在大电流密度电催化二氧化碳还原反应中的单原子催化剂[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 643-654.
[7] 邵月文, 李清扬, 董欣怡, 范梦娇, 张丽君, 胡勋. 多相双功能催化剂催化乙酰丙酸制备γ-戊内酯[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 593-605.
[8] 王丹丹, 蔺兆鑫, 谷慧杰, 李云辉, 李洪吉, 邵晶. 钼酸铋在光催化技术中的改性与应用[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 606-619.
[9] 刘雨菲, 张蜜, 路猛, 兰亚乾. 共价有机框架材料在光催化CO2还原中的应用[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 349-359.
[10] 兰明岩, 张秀武, 楚弘宇, 王崇臣. MIL-101(Fe)及其复合物催化去除污染物:合成、性能及机理[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 458-474.
[11] 李锋, 何清运, 李方, 唐小龙, 余长林. 光催化产过氧化氢材料[J]. 化学进展, 2023, 35(2): 330-349.
[12] 范克龙, 高利增, 魏辉, 江冰, 王大吉, 张若飞, 贺久洋, 孟祥芹, 王卓然, 樊慧真, 温涛, 段德民, 陈雷, 姜伟, 芦宇, 蒋冰, 魏咏华, 李唯, 袁野, 董海姣, 张鹭, 洪超仪, 张紫霞, 程苗苗, 耿欣, 侯桐阳, 侯亚欣, 李建茹, 汤国恒, 赵越, 赵菡卿, 张帅, 谢佳颖, 周子君, 任劲松, 黄兴禄, 高兴发, 梁敏敏, 张宇, 许海燕, 曲晓刚, 阎锡蕴. 纳米酶[J]. 化学进展, 2023, 35(1): 1-87.
[13] 陈浩, 徐旭, 焦超男, 杨浩, 王静, 彭银仙. 多功能核壳结构纳米反应器的构筑及其催化性能[J]. 化学进展, 2022, 34(9): 1911-1934.
[14] 张荡, 王曦, 王磊. 生物酶驱动的微纳米马达在生物医学领域的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(9): 2035-2050.
[15] 叶淳懿, 杨洋, 邬学贤, 丁萍, 骆静利, 符显珠. 钯铜纳米电催化剂的制备方法及应用[J]. 化学进展, 2022, 34(9): 1896-1910.