本项目利用超临界二氧化碳(scCO2)-N,N-二吡啶胺功能化的聚乙二醇(PEG)作为两相反应介质,进行醇选择氧化生成醛或酮。其中scCO2作为反应流动相与萃取相;功能团修饰的PEG作为反应的溶剂相的同时,也起到固定金属纳米催化剂的作用。在项目执行过程中,首先合成了N,N-二吡啶胺功能化的PEG分子,并采用不同的还原条件,制备了系列功能化PEG稳定的钯纳米粒子,首先考察了在0.1MPa氧气的气氛下,还原条件、还原温度、钯含量以及反应条件对纳米钯催化醇选择氧化活性的影响,在此基础上,选择超临界二氧化碳为反应介质,构建scCO2/PEG两相反应体系,考察了scCO2对催化剂分散性的影响,发现scCO2压力、反应温度以及反应时间极大地影响各类醇选择氧化的反应活性,以超临界CO2作为反应溶剂的显著优势在于反应后直接以scCO2为萃取溶剂,实现反应-分离的一体化过程。在此基础上,深入探讨了固定的金属纳米颗粒尺度大小、颗粒表面性质等的修饰作用以及其与催化性能的关系,认识了决定钯纳米颗粒催化活性的因素。最后,对水介质中水溶性钯纳米颗粒的催化醇氧化特性又做了深入研究。
英文主题词Supercritical carbon dioxide; Poly(ethylene glycol); Biphasic system; Alcohol oxidation;Nano-catalyst