第四章高分子试剂和高分子催化剂

高分子金属配合物催化剂的合成(合成化学报告)解析

高分子金属配合物催化剂的合成摘要：催化剂可以分为均相催化剂和多相催化剂。均相催化剂如金属配合物、有机金属配合物在最近几十年内受到催化科学界的广泛关注。新的均相催化体系的应用使得一些新的生产工艺应运而生。这些工艺操作条件温和，选择性高。然而，在大规模生产中均相催化剂存在着难回收、不稳定、有腐蚀性的缺点。大多数的多相催化剂在高温、高压下才能较好地发挥催化作用，并且其选择性、活性较弱。因此，人们开始设想通过高分子负载的方法转化均相催化剂使之兼具二者的优点。本文主要介绍高分子金属催化剂的合成、高分子效应及其应用。关键词：催化剂；配合物；高分子；合成；高分子效应 1、简介近几十年来，均相催化剂由于其较高的催化活性受到了科学界和工业界的广泛重视与应用，但均相反应的催化剂一般来说存在价格昂贵、易流失、较难回收操作等缺点；另一方面，均相催化剂往往要使用重金属离子，这样既会对产物和反应后处理过程造成污染，又使得反应的催化剂难于回收，导致均相催化剂在有机合成和工业上的应用受到了很大的限制。多相催化剂虽然回收简单，但是，机理研究比价复杂，选择性和活性较低。因此寻找能够重复使用且回收操作简单的催化剂成为有机催化反应领域的研究热点之一。1963年，Merrifield和Letstinger等人[1, 2]首次将聚苯乙烯引入到多肽和低聚糖的合成中，开创了高分子化合物在有机合成中应用的先例。近年来，高分子负载型催化剂得到了迅猛发展。高分子催化剂集合了多相催化剂、均相催化剂的优点[3]。其具有较高的催化活性、立体选择性、较好的稳定性和重复使用性能，并且后处理简单，在反应完成后可方便地借助固-液分离方法将高分子催化剂与反应体系中其他组分分离、再生和重复使用，可降低成本和减少环境污染[4]。杨小暾与江英彦[3]指出，若将多相催化剂、均相催化剂视为第一代、第二代催化剂，那么高分子金属络合物催化剂就是第三代催化剂。研究表明高分子不仅是负载金属催化剂的惰性载体，而且还可以对催化剂的活性中心进行修饰，并使催化剂的结构发生变化，形成通常在小分子配合物中很难看到的特殊结构，从而影响催化剂的催化反应过程，即同种金属使用不同的载体所得到的化剂其催化活性可能相差很大。此为高分子的基体效应。本文主要介绍高分子金属催化剂的合成、

脱硫催化剂

脱硫催化剂曲万山一、背景国内已建的燃煤锅炉烟气脱硫装置，在建设脱硫装置时，设计煤的含硫量较低（0.5-1.0%），近年来，工业发展速度快，煤资源紧张，煤种变化大，含硫量大（高硫煤1%-4%）的产量逐年增多，原设计煤的含硫量在（1%-4%）的脱硫装置，已不能满足高硫煤（1%-4%）的脱硫的需要，SO2不能达标排放。现脱硫装置必须加大投资，进行扩容改造。才能满足高硫煤脱硫达标排放的需要。目前的烟气脱硫装置，存在的最大问题是：技术复杂，造价高，运行费用大，脱硫设施的运行费用一年的耗电量费用，脱硫剂费用，用电和人工等运行费用，摊到每度电的脱硫费用约0.03元，而上网电的脱硫补贴只有0.015元。现几十吨的锅炉多数用双碱法脱硫，近年来由于用碱作脱硫剂的销售价格成倍提高，脱硫运行费用随之升高，在煤价升幅50%多和竞价上网的双重压力下，加上脱硫补贴缺口大，高成本的脱硫设施能否坚持正常运行面临严峻的考验。我国脱硫行业常常面临脱硫运行成本高，国家补贴的脱硫电价无法使脱硫装置保本运行，采用本技术后，能使目前的脱硫系统因运行成本过高而停用的SO2净化设备进行运转，大幅度降低运行费用。并可使含硫量（1%-4%）的高硫煤达标排放，不需对现有脱硫设备进行改造，大量节约资金。二、脱硫催化剂的主要成分烟气脱硫催化剂，主要有高分子物质为主要原料，经物化加工，激化或物化改性，应用高新技术强化改性后与其它无机高分子材料充分混合，具有稳定结构和性能的新型催化氧化烟气脱硫催化剂，其主要成份大部分为高分子催化剂，与有很强的反应活性，由于烟气脱硫催化剂的稳定性很好，完全符合脱硫过程SO 2 的要求。三、脱硫催化剂的反应机理（1）石灰石法脱硫原理

纳米二氧化钛催化剂载体的种类

纳米二氧化钛催化剂载体的种类纳米二氧化钛催化剂载体的种类出处：万景纳米科技报目前，国内外研究较多的纳米二氧化钛（VK-TA18）催化剂载体有：纳米二氧化硅，纳米三氧化二铝、玻璃纤维网（布）、空心陶瓷球、海砂、层状石墨、空心玻璃珠、石英玻璃管（片）、普通（导电）玻璃片、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、木屑、膨胀珍珠岩、活性炭等。天然矿物类天然矿物类物质本身具有一定的吸附性和催化活性，且耐高温，耐酸碱，常被用作催化剂的载体。目前已被用作二氧化钛载体的有硅藻土、高岭土、天然浮石和膨胀珍珠岩等。刘勋等研究了几种不同天然矿物（硅藻土、蛭石、高岭土、膨润土、硅灰石和海泡石）与纳米二氧化钛（VK-TA18）的复合。结果表明，在6种天然矿物所制得的复合材料中，以海泡石光催化降解效率最高，作用6h后，对甲基橙光降解率达到98%。其次是硅藻土和硅灰石，分别达到87%和85%。且光催化降解效率与天然矿物吸附能力呈一一对应关系。陈爱平等以轻质绝热保温建筑材料膨胀珍珠岩作载体，制得了能长时间漂浮于水面的纳米二氧化钛（JR05）负载型光催化剂，用于水面浮油的太阳光光催化降解。周波等采用天然浮石为载体负载纳米二氧化钛作光催化剂，利用高压汞灯为光源对有机磷农药的光催化降解进行了研究。结果表明，浓度为1.2×10－4 mol·L－1的农药光照2h左右可完全被光催化氧化为PO4。

吸附剂类这类载体为多孔性物质，比表面积较大，是使用最为广泛的一类载体。用作负载纳米二氧化钛（VK-TA18）的吸附剂类载体主要有活性炭、硅胶、多孔分子筛等。吸附剂类载体可以获得较大的负载量，可以将有机物吸附到纳米二氧化钛粒子周围，增加界面浓度，从而加快反应速度。崔鹏等将活性炭负载到纳米二氧化钛膜作为光催化剂对甲基橙水溶液进行了光催化降解试验。结果表明，与商品化的纳米二氧化钛微粉光催化剂的降解性能相比，其降解速率较高，由于纳米二氧化钛/C光催化剂中活性炭良好的吸附性能，使得光催化反应体系内产生了吸附－反应－分离的一体化行为，提高了光催化速率。国外的V.M.GuNk等研究表明，在不同负载量下，纳米二氧化钛在硅胶表面均没有形成连续涂层；纳米二氧化钛和SiO2之间的作用力包括氢键、静电力和少量的Si－O－Ti键，SiO2抑制了纳米二氧化钛从锐钛型向金红石型的相变。国内的郑光涛等采用溶胶－凝胶法将改性后的高效纳米二氧化钛光催化剂负载于球形硅胶上，得到了具有混晶结构、大比表面积、高活性的纳米纳米二氧化钛光催化剂。负载后的催化剂在紫外区具有强的吸收，比表面积达到379.8m·g－1。郑珊等合成了纳米二氧化钛呈单层分散或双层分散状2态的多孔分子筛MCM－41。结果表明，负载后，MCM－41孔道表面的SiO2以化学键相连生成Si－O －Ti键。玻璃类玻璃价廉易得，具有良好的透光性，便于设计成各种形状，引起了研究者的重视。用于纳米二氧化钛光催化剂的载体有玻璃片、玻璃纤维网

关于高分子负载催化剂的研究进展

关于高分子负载催化剂的研究进展陈凯高材1301 摘要：高分子催化剂作为功能高分子的重要一个分支，具有稳定性高、溶剂适用性广、易于产物分离纯化、对环境影响小、易从反应体系中分离回收和重复使用等优点，受到人们极大的重视。本文以高分子负载催化剂的结构，应用等为线索，着重介绍高分子负载金属络合物催化剂，可溶性高分子金属络合物的优缺点及其研究进展，并作出了总结与展望。关键词：高分子负载催化剂金属络合物结构应用 1.引言：近几十年来，均相催化反应得到很大的发展，但这些均相反应的催化剂一般来说存在价格昂贵、反应活性低、易流失、较难回收操作等缺点；另一方面，均相催化剂往往要使用重金属离子，这样既会对产物和反应后处理过程造成污染，催化剂又难于回收，总的合成效率也大为降低，因此寻找能够重复使用且回收操作简单的催化剂或配体就成为有机催化反应领域的研究热点之一。自1963年R.B.Merrifield和R.Letziger等人首次将聚苯乙烯引入到多肽和低聚糖的合成中，开创了高分子化合物在有机合成中应用的先例，随之聚合物试剂的研究和在有机合成中的应用得到了很大的发展。其中高分子催化剂更受人们的重视。高分子催化剂又叫聚合物催化剂，它是聚合物试剂中的一类，也是功能高分子的一个重要分支。将具有催化活性的金属离子或金属配合物以化学作用或物理作用方式固定于聚合物载体上所得到的具有催化功能的高分子材料称为高分子负载金属或金属络合物催化剂，简称高分子负载催化剂。高分子负载催化剂由于负载高分子的特殊性，具有：1.可以简化反应步骤。2. 提高了催化剂的稳定性。3.腐蚀性小。4.易于分离，反应后的催化剂可以回收重复使用。4.催化的重现性高。同时，高分子载体不仅仅是作为金属活性中心的惰性支持体，由于其特殊的高分子效应，及其与催化中心、反应底物和产物之间的相互作用，可极大地影响催化剂的催化性能，提高反应的活性和选择性，这正是引起人们研究高分子负载催化剂的兴趣所在。本文以高分子负载催化剂的组成，结构，应用等为线索，着重介绍高分子负载金属络合物催化剂，可溶性高分子金属络合物的优点及其研究进展，并作出了总结与展望。 2 高分子负载金属络合物催化剂：金属酶催化剂具有高效、专一和无污染等特点. 受金属酶催化作用的启发, 在金属有机化学中均相催化取得辉煌成就的背景下,20世纪60年代末，70年代初开始了设想通过高分子负载的方法, 转化均相催化剂为复相催化剂, 使之兼具二者的优点和避免相互缺点的探索。根据高分子负载催化剂作用方式的不同，将其分为物理吸附催化剂和化学键联催化剂。物理吸附催化剂是指催化活性物质通过物理吸附力直接吸附在高分子上；化学键联催化剂是通过化学键的作用与高分子联接在一起。由于物理吸附催化剂稳定性较差，在使用过程中金属离子或配合物容易流失，高分子骨架或其配合物功能基团也会被破坏，有时金属离子还会形成微晶，因此该类催化剂回收次数不理想。而化学键联催化剂不仅具有较高的稳定性，可回收重复使用多次，而且还具有较高的催化效率，成为高分子负载催化剂的主要研究方向。化学键联的高分子负载催化剂的合成方法主要有以下3种类型：(1) 通过有机反应先对高分子进行官能化，形成新生官能团，然后再与催化活性中心连接。(2)通过具有催化活性单体共聚形成高分子负载催化剂，可以通过控制聚合的条件，以得到合适的孔径、粒度、强度的凝胶或粉末。(3) 高分子骨架中已具备有效官能团，可以通过与催化剂前体进行亲核取代或亲电加成等反应，直接将催化活性物质通过共价键链接到高分子上。高分子负载催化剂与传统小分子催化剂相比具有如下特点：简化操作过程；活性高；易与

高分子化工

高分子化工高分子化学工业的简称，为高分子化合物（简称高分子）及以其为基础的复合或共混材料的制备和成品制造工业。按材料和产品的用途分类，高分子化工包括的行业有塑料工业、合成橡胶工业、橡胶工业、化学纤维工业，也包括涂料工业和胶粘剂工业。由于原料来源丰富、制造方便、加工简易、品种多并具有为天然产物所无或较天然产物更为卓越的性能，高分子化工已成为发展速度最快的化学工业部门之一。沿革：高分子化工经历了对天然高分子的利用和加工；对天然高分子的改性；以煤化工为基础生产基本有机原料（通过煤焦油和电石乙炔）和以大规模的石油化工为基础生产烯烃和双烯烃为原料来合成高分子等四个阶段。远在公元前已经开始应用木材、棉麻、羊毛、蚕丝、淀粉等天然高分子化合物。天然橡胶的硫化、赛璐珞（改性的天然纤维素，增塑的硝酸纤维素）的生产迄今已有 100余年之久，但有关高分子的涵义、链式结构、分子量和形成高分子化合物的缩合聚合和加成聚合反应等方面的基本概念,则迟至20世纪30年代才被明确。1907年，美国人L.H.贝克兰研制成功最早的合成树脂──酚醛树脂；20世纪初期，出现了甲基橡胶（聚2，3－二甲基丁二烯）、聚异戊二烯和丁钠橡胶；30年代末，实现了第一个合成纤维──尼龙66的工业化。从此，高分子合成和工业蓬勃发展，为工农业生产、尖端技术以及人们的衣食住行等，不断地提供许多不可缺少的、日新月异的新产品和材料。成型加工：多数聚合物（或称树脂）需要经过成型加工的过程才能成为制品，有些在加工时尚需加入各种助剂或填料。根据材料的性质和制品的要求，选择适宜的加工方法和助剂或填料。热塑性树脂的加工成型方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等；热固性树脂加工的方法一般采用模压或传递模塑，也用注射成型。将橡胶制成橡胶制品需要经过塑炼、混炼、压延或挤出成型和硫化等基本工序。化学纤维的纺丝包括纺丝熔体或溶液的制备、纤维成形和卷绕、后处理、初生纤维的拉伸和热定型等。与高分子合成工业相比，高分子加工工业的生产比较分散，但制品种类繁多，花色品种不胜枚举。目前，高分子加工已逐渐形成为一个独立的工业体系。产品分类：按主链元素结构分类，产品可分为碳链（主链全由碳原子构成）、杂链（主链除碳原子外尚有氧、氮、硫等）和元素高分子（主链主要由硅、氮、氧、硼、铝、硫、磷等元素构成）。按形

功能高分子材料知识点

第一章1、什么是功能高分子材料？与普通高分子材料的区别、什么是功能高分子材料？与普通高分子材料的区别? 功能高分子材料是指那些具有独特物理特性（如光，电，磁灯）或化学特性（如反应，催化等）或生物特性（治疗，相容，生物降解等）的新型高分子材料。区别：区别：常规高分子材料由于其分子量巨大，分子内缺少活性官能团，通常表现为难以形成完整晶体，难溶于常规溶剂，没有明显熔点，不导电，并呈现化学惰性等共同特性。功能高分子材料带有特殊物理化学性质和功能，其性能和特征都大大超出了常规高分子。第二章1、高分子试剂与普通试剂相比的优缺点。、高分子试剂与普通试剂相比的优缺点。优点：a) 简化操作过程。b) 有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生。c) 可提高实际的稳定性和安全性。d) 所谓的固相合成工艺可以提高化学反应的机械化和自动化程度。e) 提高化学反应的选择性。f) 可以提供在均相反应条件下难以达到的反应环境。缺点：a) 增加实试剂生产的成本。b) 降低化学反应速度。2、常用试剂的辨认（种类、判断官能团）、常用试剂的辨认（种类、判断官能团）。高分子氧化剂（高分子过氧酸）：稳定性好，贮存、运输、使用方便高分子还原剂（高分子锡还原试剂）：稳定性好、无气味、低毒性、还原某些羰基化合物、选择性还原二醛中的一个、定量的将卤代烃中的卤素转变为氢优点：选择性高，可再生。3、常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些、常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些？常用的氧化还原试剂：醌型，硫醇型，吡啶型二茂铁型，多核芳香杂环型。卤代试剂：二卤化磷型，N-卤代酰亚胺型，三价碘型。酰基化试剂（分别使氨基，羧基和羟基生成酰胺，酸酐和酯类化合物）：高分子活性酯和高分子酸酐。4、高分子氧化还原试剂——特点：能够在不同情况下表现出不同的反应活性。——特点、高分子氧化还原试剂——特点：高分子氧化还原试剂具有可逆的氧化还原特性醌型硫醇型吡啶型二茂铁型多核芳香杂环型第三章1、复合型导电高分子材料的定义、构成，与本征型的区别。、复合型导电高分子材料的定义、构成，与本征型的区别。定义：复合型导电高分子是在本身不具备导电性的高分子材料中掺混入大量导电物质，如炭定义：黑、金属粉等，通过分散复合、层积复合、表面复合等方法构成的复合材料，其中以分散复合最为常用。组成：组成：1.导电填充物：提供载流子的作用，它的形态、性质和用量直接决定材料的导电性。2.聚合物基体材料：将导电颗粒牢固地粘结在一起，使导电高分子具有稳定的导电性，同时它还赋于材料加工性。区别：与结构型导电高分子不同，在复合型导电高分子中，高分子材料本身并不具备导电性，区别：只充当了粘合剂的角色。导电性是通过混合在其中的导电性的物质如炭黑、金属粉末等获得的。2、复合型导电高分子的导电机理。、复合型导电高分子的导电机理。导电机理a) 宏观的渗流理论（导电通道学说）主要是解释电阻率-填料浓度的关系，不涉及导电本质，只是从宏观角度解释复合物的导电现象------导电填料相互接触形成网链，从而使其导电。b) 微观量子力学的隧道效应用来解释粒子间隙很大时导电现象。该理论认为间隙很大时仍有导电网链形成，但不是靠导电粒子直接接触导电，是热振动时电子在粒子间迁移形成某种隧道造成的。c) 场致发射效应为相邻的导电粒子存在电位差，在电场作用下发生电子发射，实现电子的定向移动3、影响其电导率的因素（温度）、影响其电导率的因素（温度）。当温度升高时，电导能力下降，即电阻值升高，具备这种性质的材料称为正温度系数导电材料，包括金属和复合型高分子导电材料。4、复合型导电材料的应用、复合型导电塑料：电磁屏蔽材料、抗静电材料。橡胶：外科手术橡胶制品、抗高压电缆电晕放电的电线保持套。涂料：加热漆、抗静电涂料。黏合剂：5、电子导电型聚合物的结构、载流体、影响电导率的因素（温度）、电子导电型聚合物的结构、载流体、影响电导率的因素（温度）。结构特点：结构特点：具有共轭π键，其本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。本征导电中的载流子是电子和空穴。本征导电中的载流子是电导率的影响因素：电导率的影响因素：a) 掺杂量：掺杂率小时，电导率

高分子综述(改版)

燕山大学本科毕业设计（论文）文献综述课题名称：高分子催化剂课题性质：学院（系）：材料学院专业：材料物理与化学年级：2014级指导教师：李青山学生姓名：徐冬阳 2014 年10 月5 日

摘要在生物体中的酶具有令人向往的功能，它都能在温和的条件下进行各种化学反应，并具有高度的选择性。模拟酶的工作中，一是想模拟酶的结构，一是想模拟酶的功能。高分子催化剂主要想模拟酶的功能。酶具有很高的催化活性及选择性。高分子催化剂能够提高反应速度，但这还不够。我们力求缩短反应时间不如缩短分离和提纯的时间更为合算，这就必须提高催化剂的选择性。与其他非生物催化剂不同的是，酶具有高度的专一性，只催化特定的反应或产生特定的构型。由于酶高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高；专一性：一种酶只能催化一种或一类底物；多样性：酶的种类很多；温和性：酶催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的；活性可调节性：包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等；易变性，在工业和人们的日常生活中的应用也非常广泛。有些酶的催化性与辅助因子有关。近来更注意高分子催化剂选择性的研究。关键词：酶高分子催化剂选择性

一、前言：纵观近百年来,工业催化剂发展历程，石油炼制，石油化工，精细化工和合成氨等广义的化学工业发展都离不开催化剂。可以预期，进入新世纪后，环境保护和人类可持续发展同样离不开催化剂。新世纪开发的催化剂和催化工艺，除用以改造传统工艺外，更重要的是开拓其在以天然气为基础的C1化工、烷烃化学、精细与专用化学品生产等领域的应用。从长远看，还包括各种廉价生物质在内的再生资源利用。展望未来，除传统催化工艺将获得新发展外，催化剂和催化工艺还将在新能源和新资源的开发利用、生物工程技术发展和环保新领域中起关键作用，而且催化剂还将为人类创造一个“舒适、安全、清洁、优美”的环境,作出新贡献。催化剂工业发展对策与建议分析：（1）我国石油化工催化剂的发展必须继续坚持探索、研究、开发、推广并重的思路，不断推进催化剂更新换代。（2）抓住我国新催化材料和新催化剂在石油化工应用研究领域里取得的新的技术生长点和创新点，组织力量，继续努力，取得新突破和新发展。（3）做到研究单位、生产厂和用户紧密结合，科、工、贸、产、学、研,紧密结合，共同推进催化技术发展。（4）组织各种技术小组，深入企业做好售前售后服务，帮助用户增加经济效益，依靠我们的技术优势积极拓展国际市场份额。（5）强化制备工艺、设备和控制手段方面的研究，努力降低物耗、能耗，提高产品收率。（6）转变环保观念，由传统的末端控制和治理转为全过程控制，从单纯的花钱治理向节能降耗、减少污染要效益；大力研究开发环保事业需要的各类催化技术和催化剂，开拓环保催化产业；研究开发有利环境的石油化工催化剂及成套生产工艺技术，减少或避免二次污染，提高原材料、水、能源的使用效率，减少污染物产生量和排放量。二、课题国内外现状：催化剂是可以加速化学反应的物质。化学反应若要发生，则反应物分子之间必须有足够能量的发生碰撞以形成活性复合物或过渡态复合物，这个能量就是活化能。而催化剂能够提供一个较低的活化能，因此加速了化学反应的发生。和未添加催化剂的反应的一步实现原理相比，催化反应包含了许多种化合物与过渡态复合物[1]。催化技术对于目前乃至未来的能源、化学反应、环境工业、石化工业都是至关重要的。原油、煤和天然气向燃料和化学原料的转化，大量石油化工和化学产品的生产，以及CO、NO、碳氢化合物排放物的控制，全都依赖于催化技术。此外，催化剂还是燃料电池电极的必要组分——无论电极使用的是固体氧化物离子还是聚合物质子电解液[2]。催化技术的发展、催化剂的改进和新催化剂的成功开发, 往往会带动已有工艺的改进和新工艺的诞生。据统计,85%以上的化学反应都与催化反应有关[3]。目前工业上采用的催化剂大多为金属、金属盐和金属氧化物等多相催化剂, 其优点是催化性能较稳定, 使用温度比较广, 容易回收重复使用, 但催化活性较低, 反应常常需要高温、高压条件, 而且副反应较多。最近几十年, 发展了以有机金属络合物为主的均相催化剂, 为化学工业带来革命性进步。这种催化剂分散度高, 活性中心均一, 结构明确, 催化剂活性和选择性都较高, 反应可以在很温和的条件下进行[4]。近年来，随着科学技术的突飞猛进，合成了许多具有独特功能的高分子材料。其中，高分子催化剂在化学工业中初露头角，显示许多优良的性能，将有可能却带无极催化剂。高分子催化剂就是高分子化的催化剂，催化剂在高分子上，高分子是载体，因此有时也称负载催化剂。最早报道的高分子催化剂是Haag[5-7] 等在1969 年采用聚苯乙烯磺酸树脂负载的阳离子金属络合物，并证明可用于氢化醛化反应到了七十年代后期几乎所有的小分子都被负载在有机和无机高分子上, 这些高分子催化剂是用带有配位原子N,S,P,O等的高分子作为配位体与过度金属形成络合物在这方面发表了许多综述和专著。高分子催化剂是一种对化学反应具有催化作用的高分子。是一种高活性、高选择性的天然高分子催化剂，但由于是水溶性的，故在工业应用上受

高分子催化剂材料认识

高分子催化剂概念高分子催化剂是一种对化学反应具有催化作用的高分子。生物体内的酶就是一种高活性、高选择性的天然高分子催化剂，但由于是水溶性的，故在工业应用上受到限制，因而又发展了不溶于水的固定化酶——一种半合成的高分子催化剂。目前开发应用的合成高分子催化剂主要有离子交换树脂型催化剂和高分子金属催化剂两类。多以有机或无机高分子为骨架，在骨架上连有各种具有催化作用的功能基团。这类催化剂不仅具有很高的活性和选择性，而且比较稳定，分离、回收方便，可以重复使用，有的还具有光学活性等特殊的机能。目前已应用到各种有机反应、有机合成及某些高分子合成反应中。分类对化学反应具有催化作用的高分子。主要有天然高分子催化剂和合成高分子催化剂两大类。前者如酶，后者如固定化酶、模拟酶和高分子金属催化剂等。酶在生物体内所进行的化学反应，几乎全部是酶催化的。酶是由各种氨基酸联结组成的高分子，有的还含有金属离子（金属酶）。酶的特点是在常温常压下具有很高的活性和选择性。发酵工业早就使用酶作为催化剂。但是，酶是水溶性的，不容易回收再使用，因此在实际应用上受到很大的限制。为了克服这个缺点，到了20世纪50年代，人们开始研究把酶连接在合成高分子上的所谓固定化酶。固定化酶利用酶的官能团(—NH2、—COOH、—SH、咪唑基、苯酚基等）与合成高分子的官能团进行反应可以制得。例如，含—C6H4NCS的聚丙烯酰胺与含—NH2的酶作用，可得如下的固定化酶（见结构式a）：固定化酶可用于催化氧化、还原、重排、水解、异构化等反应。例如，固定化氨基酰化酶可使N-酰化-D，L-氨基酸进行选择性水解。所产生的L-氨基酸可利用溶解度的差别，与N-酰化-D-氨基酸分离,此法已工业化。固定化酶属于半合成高分子催化剂。模拟酶 60年代,关于模拟酶的合成高分子催化剂的研究逐渐活跃起来。酶的催化作用,与其具有光学活性的特殊高级结构和高分子链上的各种官能团所引起的分子

树枝状大分子催化剂的研究进展

2003年第23卷第3期,238～242 有机化学 Chinese Journal of Organic Chemistry V ol.23,2003 N o.3,238～242 ?综述与进展? 树枝状大分子催化剂的研究进展唐新德a,b 张其震Ξ,a 王大庆c 周其凤dΞ (a山东大学化学与化工学院　济南250100) (b济南军区环境监测中心站　济南250002) (c山东师范大学分析测试中心　济南250014) (d北京大学化学与分子工程学院　北京100871) 摘要　回顾了功能树枝状大分子在催化作用领域的研究成就,重点就活性中心在核附近的树枝状大分子和表面含催化官能团的树枝状大分子的结构与催化作用进行了讨论,并对其应用前景进行了展望. 关键词　树枝状大分子,催化剂,进展 Advancement on the R esearch of Dendritic C atalysts T ANG,X in2De a,b ZH ANG,Qi2ZhenΞ,a W ANG,Da2Qing c ZH OU,Qi2Feng d (a School o f Chemistry and Chemical Engineering,Shandong Univer sity,Jinan250100) (b Environmental Monitoring Centre Station,Jinan Military Region,Jinan250002) (c Analysis and Test Centre,Shandong Normal Univer sity,Jinan250014) (d College o f Chemistry and Molecular Engineering,Peking Univer sity,Beijing100871) Abstract　The research achievements of dendritic catalysts in the recent years are reviewed.The structures and catalysis of tw o kinds of dendritic catalysts are em phasized and discussed:catalytic dendrimers in which the active center is located at the core and dendrimers with catalytic functions positioned at the periphery.S ome view on the future development of dendritic catalysts is submitted. K eyw ords　dendrimer,catalyst,advancement 催化作用是树枝状大分子应用研究领域之一.树枝状大分子具有纳米级尺寸和分子溶解能力.这些性质使树枝状大分子拉近了均相催化和异相催化的距离,换言之,如果含精确催化位的可溶性树枝状大分子能够通过简单的分离技术(如超滤或渗析)从均相反应混合物中分离出来,那么树枝状大分子将把均相和非均相催化剂的优点结合起来[1]. 位置分离可用于制备改性催化剂.如果催化活性位处在一个特定的、能够被分离的位置上,那么核的引入将有利于基质和催化剂之间的相互作用.树枝状大分子外围官能团可容纳许多催化位,由此可能产生反常的和有益的催化行为.本文讨论了两类具有催化功能的树枝状大分子:一类是催化活性中心在核附近的树枝状大分子;另一类是表面含催化官能团的树枝状大分子.1　含催化功能核的树枝状大分子 Brunner[2]首先报道了含内部催化位的支化分子.由于产物结构与酶中的辅基相似,所以Brunner引入了“树枝状酶”的概念.在其分子结构中,一个含吡啶的席夫碱作为Cu(Ⅰ)的连接核,被(1S,2S)222氨基212苯基21,32丙二醇、(1R,2S)2麻黄碱或L2天冬氨酸单元包围[3].第一代树枝状酶是在原位向手性化合物中加入Cu(Ⅰ)得到的.研究发现,乙基重氮基乙酸酯与苯乙烯的环丙烷化反应,几乎不产生非对称诱导.Brunner等[2]报道的另一个化合物由含　基的树状枝体功能化的二膦核构成,该分子可作为手性铑(Rh)的配体.但是在乙酰胺基肉桂酸的氢化反应中,Rh(Ⅰ)催化剂的应用 ΞE2mail:qzzhang@https://www.360docs.net/doc/2e18840513.html,;T el.:(0531)8378634,2976875. Received April1,2002;revised July12,2002;accepted August10,2002. 国家自然科学基金(N os.29874020,59573029)资助项目.

功能高分子材料

第一章绪论性能：材料对外部作用的抵抗特性。高性能高分子材料：对外部作用有特别强的抵抗能力的高分子材料。功能高分子材料：是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出响应的高分子材料。(具有特殊物理化学性质的的材料) 通用（常规）高分子材料：应用面广、量大，价格较低。 eg：纤维、塑料、橡胶、涂料、粘合剂。特种高分子材料：功能高分子材料属于特种高分子材料最早的功能高分子是合成的酚醛型离子交换树脂。一般采用按其性质、功能或实际用途对功能高分子材料进行分类： 1. 反应型高分子材料（包括高分子试剂、高分子催化剂等；） 2. 光敏型高分子（包括光稳定剂、光刻胶、光致变色材料等。） 3. 电性能高分子材料（包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电敏感性材料等。） 4. 高分子分离材料（包括各种分离膜、缓释膜和其他半透性，膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等。） 5. 高分子吸附材料（高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。） 6. 高分子智能材料(高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。) 7. 医药用高分子材料(医用高分子材料、药用高分子材料和医药用辅助材料等。) 8. 高性能工程材料(高分子液晶材料，耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等。) ！！！功能高分子材料的制备策略功能型小分子材料的高分子化、已有高分子材料的功能化、多功能材料的复合。功能型小分子材料的高分子化的实现途径： ①化学键连接的化学方法，如共聚、均聚等（举例1：丙烯酸，可用于制备离子交换树脂、高吸水性树脂等。举例2：含双键的环氧丙烯酸酯，广泛用于制备功能性粘合剂。） ②物理方法，如共混、吸附、包埋等。（维生素C微胶囊）（1）带有功能型基团可聚合单体的聚合法——包括两步骤。（a）在功能性小分子中引入可聚合基团，或在含有可聚合基团单体中引入功能性基团； (b）进行均聚或共聚反应生成功能聚合物。通过聚合法制备功能高分子材料的特点：优点：可使生成的功能高分子功能基分布均匀，聚合物结构可通过聚合机理预先设计，产物稳定性较好。缺点：(1) 在功能性小分子中需要引入可聚合基团，而这种引入常常需要复杂的合成反应；(2) 引入功能基后可能对单体聚合的活性有影响。(3)当引入的功能基不稳定时需要加以保护。（4）引入功能基后可能会对单体聚合活性产生影响。通过聚合包埋法制备功能高分子材料的特点：该方法利用所生成高分子的束缚作用将功能性小分子以某种形式包埋固定在高分子材料中。

高分子载体材料

高分子载体材料载体是指能载带微量物质共同参与某种化学或物理过程的常量物质。高分子载体则是以高分子聚合物来充当反应中此类常量物质。随着科技飞速发展高分子载体日益备受关注，广泛应用于医药载体、载体催化剂、固相组合合成技术、固相萃取等领域。高分子载体材料十分广泛, 按来源可分为天然高分子材料、半合成高分子材料、合成高分子材料。常用的天然高分子载体材料稳定、无毒、成膜性较好, 特别是适合作为药物载体材料。其中主要包括胶原、阿拉伯树胶、海藻酸盐、蛋白类、淀粉衍生物。近年来研究较多的是壳聚糖、海藻酸盐, 而源于蚕丝的丝素蛋白则显示出巨大的潜力[ 2]。半合成高分子包括羧甲基纤维素、邻苯二甲酸纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙甲纤维素、丁酸醋酸纤维素、琥珀酸醋酸纤维素等, 其特点是毒性小、粘度大、成盐后溶解度增大, 由于易水解, 故不宜高温处理, 需临时现用现配《资料》。合成高分子材料如聚碳酯、聚氨基酸、聚乳酸、聚丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚氰基丙烯酸烷酯、乙交酯一丙交酯共聚物、聚乳酸一聚乙二醇嵌段共聚物，e一己内酯与丙交酯嵌段共聚物、聚合酸酐及羧甲基葡萄糖等，其特点是无毒、化学稳定性高。《资料》按应用范围来分，可分为药物高分子载体、催化剂高分子载体、固相反应高分子载体及固相萃取高分子载体。药物高分子载体高分子载体药物是指将本身没有药理作用、也不与药物发生化学反应的高分子作为药物的载体，依靠二者间微弱的氢键结合形成、或者通过缩聚反应将低分子药物连接到聚合物主链上而得到的一类药物。其中高分子化合物充当低分子药物的传递系统，而发挥药理作用的仍是低分子药物基团。《资料》高分子载体不会在体内长时间积累，可排出或水解后被吸收。《资料》以高分子作为药物载体的主要目的是为了提高药物的选择性。通常采用三种方法提高高分子药物的选择性:①通过改变小分子药物与高分子载体的连接方式和连接基团,达到有选择性的目的。例如身体某一部位具有亲核性的细胞壁或含有氨基(巯基)等,都可以水解连接小分子药物的酯基,从而可在靶区内把小分子药物从高分子载体上接下来;②给高分子载体装上“导向装置”,从而使高分子药物直接进攻靶区。例如身体正常组织的pH值为7. 2,而某些肿瘤组织的pH值为5.9~6.9。利用这种差别,给高分子药物安上磺胺衍生物侧基,则聚合物在pH≈6. 6时沉淀,从而实现了药物专门进攻靶区的目的;③利用高分子药物的高分子量能引起体内某些细胞对它的特异吸取,使具有活性的高分子在病变区积聚,达到有选择性的目的[3] 《资料》将低分子药物与高分子结合的方法有吸附、共聚、嵌段和接枝等。接枝主要分为两种类型：通过偶联将一种聚合物接枝到另一种聚合物表面；将带功能基团的单体接到聚合物表面，然后引发单体聚合（也叫原位聚合)。而工艺方法又可分为：氧化处理（表面涂饰，火焰电晕放电或酸蚀等)；等离子固定法；高能辐射法；光化学方法等。《资料》} 催化剂高分子载体均相催化剂的固载化是催化剂研究的方向之一，将具有催化活性的低分子负载于高分子上可制成固载化催化剂．与一般低分子催化剂相比，具有以下优点：(1)对设备无腐蚀性； (2)催化剂容易处理和储存；(3)反应后易与反应液分离；(4)易实现生产的连续化；(5)可消除废酸的环境污染；(6)稳定性良好，能够重复使用．因此，在有机合成中日益受到人们的关注．高分子载体Lewis酸催化剂具有催化活性高、性能稳定、使用方便、无污染、制备简便、成本低廉、重复使用性能优越、可回收再生等一系列优点，是一类良好的环境友好催化剂，对于资源综合利用和环境友好具有重大意义．高分子载体Lewis酸是将Lewis酸固载于高分子载体上的一种固体酸催化剂，是高分子金属催化剂中的一种，是利用高分子骨架中的不饱和pai键配位的金属高分子催化剂如：三氟化硼型催化剂：聚苯乙烯一三氟化硼复合物

离子交换树脂催化剂的研究进展

离子交换树脂催化剂的研究进展摘要：本文介绍了离子交换树脂催化剂的结构，研究进展状况以及应用实例关键字：离子交换树脂催化剂结构研究进展应用实例 Ion Exchange Resin Catalysts Were Reviewed Abstract：this paper introduces the structure of the ion exchange resin catalyst, research progress and application example Key word: ion exchange resin catalyst structure research progress on the application example 离子交换树脂具有许多优点，如在水溶性酸作催化剂的情况下，会遇到设备腐蚀、副反应多、产品质量差、后续分离困难以及污染等问题，而使用离子交换树脂则可避免这些问题，可以大大简化后续的分离操作工序，而催化剂还可以重复使用。当然，离子交换树脂的耐温性和耐磨性不太好，价格比较昂贵是其缺点[1]。阳离子交换树脂是一类重要的固体酸催化剂, 用其取代传统的液体酸催化剂（如H2SO4、HF等）, 可以克服液体酸催化剂所存在的设备腐蚀、废水排放及副反应等问题。与其它的固体酸材料相比, 离子交换树脂亦具有酸量高、机械强度高等优点[2]。七十年代以来,国外在离子交换树脂催化剂的开发、应用方面取得了较大的进展,许多具有特定用途的具有特定的孔结构以及酸特性的树脂催化剂已经商品化, 运用离子交换树脂作为催化剂的一些具有较高经济效益的工业生产过程也已经开发了出来。国内一些单位在这方面也做了许多的研究工作。近年来，有很多人在进行离子交换树脂催化剂的改性研究。下面，我们就来了解离子交换树脂的结构和最近的研究工作以及一些应用实例[3]。 1.离子交换树脂的结构普通的离子交换树脂是交联了二乙烯基苯的聚苯乙烯树脂。通过调节二乙烯的含量，可以调节此类树脂的三维网络结构，这样制得的树脂称为凝胶型共聚物。而大网络树脂可以通过苯乙烯和二乙烯基苯的共聚制得，具有较大的比表面积。在共聚物中引入不同的官能团即可制得阳离子树脂和阴离子树脂。如使用硫酸将共聚物中的苯环磺化即可制得强酸型阳离子树脂，而引入羧基则制得弱酸性

高分子试剂催化剂及应用综述

高分子试剂催化剂及其应用 xxxx（姓名）（学校位置代码）摘要：本文主要介绍了高分子试剂催化剂的概念、对高分子试剂催化剂进行系统分类并对个别高聚物试剂催化剂进行详细表述从而介绍其性能及应用。紧接根据近些年来高分子试剂催化剂的研究进展情况进行展望。关键词：高分子试剂催化剂一、高分子试剂催化剂概述催化剂是可以加速化学反应的物质。化学反应若要发生，则反应物分子之间必须有足够能量的发生碰撞以形成活性复合物或过渡态复合物，这个能量就是活化能。而催化剂能够提供一个较低的活化能，因此加速了化学反应的发生。和未添加催化剂的反应的一步实现原理相比，催化反应包含了许多种化合物与过渡态复合物[1]。催化技术对于目前乃至未来的能源、化学反应、环境工业、石化工业都是至关重要的。原油、煤和天然气向燃料和化学原料的转化，大量石油化工和化学产品的生产，以及CO、NO、碳氢化合物排放物的控制，全都依赖于催化技术。此外，催化剂还是燃料电池电极的必要组分——无论电极使用的是固体氧化物离子还是聚合物质子电解液[2]。催化技术的发展、催化剂的改进和新催化剂的成功开发, 往往会带动已有工艺的改进和新工艺的诞生。据统计,85%以上的化学反应都与催化反应有关[3]。目前工业上采用的催化剂大多为金属、金属盐和金属氧化物等多相催化剂, 其优点是催化性能较稳定, 使用温度广, 容易回收重复使用, 但催化活性较低, 反应常常需要高温、高压条件, 而且副反应较多。最近几十年, 发展了以有机金属络合物为主的均相催化剂, 为化学工业带来革命性进步。这种催化剂分散度高, 活性中心均一, 结构明确, 催化剂活性和选择性都较高, 反应可以在很温和的条件下进行[4]。近年来，随着科学技术的突飞猛进，合成了许多具有独特功能的高分子材料。其中，高分子催化剂在化学工业中初露头角，显示许多优良的性能，将有可能却带无极催化剂。高分子催化剂就是高分子化的催化剂，催化剂在高分子上，高分子是载体，因此有时也称负载催化剂。最早报道的高分子催化剂是Haag[5-7] 等在1969 年采用聚苯乙烯磺酸树脂负载的阳离子金属络合物，并证明可用于氢化醛化反应到了七十年代后期几乎所有的小分子都被负载在有机和无机高分子上, 这些高分子催化剂是用带有配位原子N,S,P,O等的高分子作为配位体与过度金属形成络合物在这方面发表了许多综述和专著。高分子催化剂是一种对化学反应具有催化作用的高分子。是一种高活性、高选择性的天然高分子催化剂，但由于是水溶性的，故在工业应用上受到限制，因而又发展了不溶于水的固定化酶——一种半合成的高分子催化剂【8】。目前开发应用的合成高分子催化剂主要有离子交换树脂型催化剂和高分子金属催化剂两类。多以有机或无机高分子为骨架，在骨架上连有各种具有催化作用的功能基团。这类催化剂不仅具有很高的活性和选择性，而且比较稳定，分离、回收方便，可以重复使用，有的还具有光学活性等特殊的机能。目前已应用到各种有机反应、有机合成及某些高分子合成反应中。此外许多研究表明高分子载体不仅仅是作为金属活性中心的惰性支持体，由于其特殊的高分子效应及其与催

功能高分子材料复习资料

功能高分子材料复习资料第一章.功能高分子材料总论功能高分子的分类方法：P3 高分子材料的结构层次：P4 功能高分子的制备方法：P11 聚苯乙烯的功能化反应：P14 聚氯乙烯的功能化反应：P16 聚乙烯醇的功能化反应：P16 聚环氧氯丙烷的功能化反应：P17 缩合型聚合物的功能化反应：P17 设计聚合反应需注意：P21 第二章.反应型功能高分子高分子试剂与高分子催化剂的优缺点：P29 高分子氧化还原试剂高分子氧化还原试剂特点：P30 高分子氧化还原试剂制备方法：P31 高分子还原试剂：P33 高分子酰基化试剂高分子酰基化试剂：P37 高分子载体上的固相合成含义：

采用不溶于反应体系的低交联度高分子材料作为载体，将反应试剂通过与高分子上活性基的反应固定于其上。反应过程中中间产物始终与载体相连，从而使有机合成在固相上进行。反应完成后再将产物从载体上脱下。高分子载体上的固相合成优势：分离纯化步骤简化；反应总产率高；合成方法可程序化、自动化进行。固相合成载体选择的要求：P40 固相合成连接结构的要求：P41 高分子催化剂高分子酸碱催化剂结构：属于离子交换树脂，是具有网状结构的复杂的有机高分子聚合物。网状结构的骨架部分一段很稳定，不溶于酸、碱和一般溶剂。在网状结构的骨架上有许多可被交换的活性基团。根据活性基团的不同、离子交换树脂可分为阳离子交换树脂（高分子酸催化剂）和阴离子交换树脂（高分子碱催化剂）两大类。高分子酸碱催化剂的特点网状结构难溶（水、酸、碱、有机溶剂）稳定（热、机械、化学）含活性基团（-SO 3H、-COOH、-NOH）提供-H或者-OH基团催化反应。高分子催化剂的使用方法：传统混合搅拌反应床填有催化剂的反应柱阳离子交换树脂（高分子酸催化剂）分类具有酸性基团，化学性质很稳定，具有耐强酸、强碱、氧化剂和还原剂的性质，因此应用非常广泛。根据活性基团离解出H+能力的大小不同，分为强酸性和弱酸性两种。强酸性阳离子交换树脂，常用R-SO 3H表示(R表示树脂的骨架) 弱酸性阳离子交换树脂，分别用R-COOH和R-OH表示。阳离子交换树脂（高分子酸催化剂）分类强酸性阳离子交换树脂应用较广泛，（酸、中、碱介质均可用）弱酸性阳离子交换树脂的H+不易电离，所以在酸性溶液中不能应用，但它的选择性较高而且易于洗脱，可用酸洗脱。