超临界流体在催化反应中的应用 唐浩东卢春山国海光韩文锋刘化章

合集下载

超临界流体技术在化学工程领域中的应用

超临界流体技术在化学工程领域中的应用

超临界流体技术在化学工程领域中的应用超临界流体技术是一种基于物理学原理而发展起来的新型化学技术,它具有诸多的优点,如能够高效地实现物质的分离、催化等功能,具有较高的可实现性和稳定性,因此被广泛地应用于化学工程领域中。

本文将从超临界流体技术的基础原理、超临界流体技术在化学分离、催化等方面的应用以及未来的发展趋势等三个方面来进行探讨。

一、超临界流体技术的基础原理超临界流体技术是指在高温高压状态下,将物质的温度和压力升至介于液态和气态之间的状态,此状态称为超临界状态。

在这种状态下,物质的物理化学性质发生了较大的变化,如粘度、密度等物理化学参数随着压力和温度的变化而变化。

此时,物质具有尤为优异的特性,例如具有超过液态的溶解性能和比气态更高的扩散性能。

二、超临界流体技术在化学分离中的应用超临界流体技术在化学工程领域中最主要的应用在于化学分离。

其原理是,利用超临界流体的物理及化学特性,对需要分离的物质进行提纯和分离。

以石油为例,石油中含有许多不同类型的化合物,通过超临界流体技术可以把不同种类的化合物从石油中分离出来,使得石油中的某些成分变得更加纯净。

这种化学分离方法与传统的化学分离方法相比,具有高效、高选择性、环保等特点。

此外,超临界流体技术在生物医学领域中的应用也日益增加。

以药物制备为例,采用超临界流体技术制备药物不仅能够提高药物的纯度、可控性等特性,还能够解决传统药物制备工艺中存在的一些问题,如副反应多、合成周期长等问题。

三、超临界流体技术在催化中的应用超临界流体技术在催化领域中也有着广泛的应用,它可以作为一种新型的催化剂介质,实现催化反应的高效、高选择性、环保等特点。

在超临界流体中进行催化反应,可以减少传统有机催化剂中存在的有毒有害物质对环境造成的污染问题,从而实现更加环保的动力学反应体系。

超临界流体技术在催化反应中的一个应用是超临界流体催化酰胺化反应。

在常规的化学过程中,酰胺化反应相对较为复杂,而采用超临界流体作为反应介质可以显著降低催化剂的用量,提高催化反应的效率,从而快速实现酰胺化反应。

超临界技术在催化领域中的应用

超临界技术在催化领域中的应用

超临界技术在催化领域中的应用
超临界技术是一种现代化的制备技术,用于制备高品质的精细化学品,在催化领域中发挥着重要作用。

它包括超临界流体提取、超临界流体催化和绿色催化合成等。

1. 超临界流体提取:超临界流体提取是指在超临界条件下使用超临界流体(通常是水或CO2)抽取有机物的技术,它可以有效地减少有机溶剂的使用,并且可以提高抽取效率。

2. 超临界流体催化:超临界流体催化是指利用超临界流体作为催化剂,来进行各种催化反应的技术,它具有更高的活性和更高的催化效率,通常用于有机合成和环境保护领域。

3. 绿色催化合成:绿色催化合成是指在超临界条件下使用超临界流体(如CO2)作为催化剂的催化反应,此技术不仅可以提高催化效率,而且它还可以有效地减少有机溶剂的使用,从而节省能源,减少工厂的污染和环境污染。

超临界流体技术在多相催化反应中的应用研究

超临界流体技术在多相催化反应中的应用研究

超临界流体技术在多相催化反应中的应用研究随着化学工业的不断发展,催化反应技术成为了一个热门研究领域。

而多相催化反应作为一种环保、高效的催化反应方式,受到了越来越多研究者的关注。

在多相催化反应中,选择合适的溶剂并优化反应条件对反应的转化率、选择性和环保性都有着至关重要的影响。

而超临界流体技术作为一种新型的溶剂体系,具有独特的物理化学性质及广泛的应用前景,被引入到了多相催化反应中。

一、超临界流体技术概述超临界流体是指在临界点之上,物质既具有气相特性又有液相特性的状态。

超临界流体具有非极性、低粘度、高扩散性、高溶解能力等优良的特性,并具有表面张力小、反应物扩散速度快、反应温度降低等优势。

目前研究表明,超临界流体已经广泛应用于化工、化学、食品、医药等领域,并成为了近年来研究的热点之一。

二、超临界流体技术在多相催化反应中的应用1. 催化剂的合成超临界流体作为一种绿色溶剂,具有很好的选择性和温和的反应条件,逐渐成为了催化剂的制备溶剂。

超临界流体可以通过溶解金属盐、有机酸等原料,获得高纯度、高活性的催化剂,具有良好的催化效果。

2. 变质作用在多相催化反应过程中,超临界流体可以提供高温、高压、高溶解度的反应条件,增加反应物在催化剂表面的接触与传质,从而增加反应物的转化率和选择性。

此外,反应后的产物与超临界流体之间无相互作用,易于分离和回收,符合绿色化学的发展方向。

3. 超临界流体催化剂的设计超临界流体催化反应在提高反应速率和产物选择性方面具有巨大的优势。

在催化剂设计方面,超临界流体可以作为载体和反应介质,实现催化反应与质量转移的有效耦合,减小活性组分粒径和增加有效反应表面积。

三、超临界流体技术在典型多相催化反应中的应用案例1. 超临界CO2中的催化剂合成与研究研究表明,催化剂在超临界CO2中的合成具有较好的应用前景。

利用超临界CO2的溶解性和其它物理化学性质优势,可以实现催化剂精细制备,从而提高反应的效率。

2. 超临界二氧化碳/液体的质量传递行为研究研究表明,多相催化反应中的超临界二氧化碳/液体体系可以有效地降低反应温度和提高反应速度,具有良好的催化性能。

超临界流体技术在有机合成中的应用研究

超临界流体技术在有机合成中的应用研究

超临界流体技术在有机合成中的应用研究超临界流体技术是一种新型的有机溶剂替代技术,近年来在有机化学合成领域引起了越来越多的关注。

它利用高压和高温下的超临界流体条件,使有机物在其中呈现出类似气体和液体的物理和化学性质,既具有溶解性又具有反应性,在有机合成中有着广泛的应用。

一、超临界流体技术在催化合成中的应用利用超临界流体作为反应介质,可以使得很多有机合成催化反应的催化剂得到更大程度的利用,不需要加大催化剂的用量,有效减少了催化剂消耗量,进一步提高了催化合成的效率和经济性。

在较低的反应温度下,反应活性也能得到较好的保留,可以获得高产率和高选择性的有机化合物。

超临界流体技术与多种催化合成反应、例如催化加氢、氧化、羰基化、脱羧化、脱水等反应有着广泛的应用。

二、超临界流体技术在萃取中的应用超临界流体技术在萃取分离领域也有着广泛的应用。

相比于传统的溶剂萃取技术,超临界流体技术具有更强的选择性和连续性,同时也可以改善萃取过程中产生的环境污染问题,是一种环保性更好的分离技术。

通常,通过调节超临界流体的压力和温度条件,可以控制溶解度,实现对特定物质的高效萃取。

同时,超临界流体技术还可以结合超临界萃取-超临界分离的方法处理繁杂的溶液体系,提高分离效率。

三、超临界流体技术在纳米材料制备中的应用利用超临界流体反应介质可以实现一定的加工精度和控制粒径的效果,如反应液相对固体热传导系数大,利于传递反应热,故在纳米粒子控制制备方面得到了广泛应用。

特别是在无机纳米材料制备中,超临界流体技术为控制粒径、粒子形貌和制备纯度提供了一种全新的选择。

例如,超临界二氧化碳溶液可通过超临界沉淀法制备高度分散的纳米粉末,而超临界甲醇可能用于制备无机-有机纳米复合材料。

四、超临界流体技术发展趋势虽然超临界流体技术在有机合成、分离和制备领域中表现良好,但它仍然存在许多未解决的问题和挑战。

其中,提高反应压力或温度条件以获得更好的反应性对反应设备和系统的设计提出了更高的要求。

超临界流体技术在材料合成和化学反应中的应用

超临界流体技术在材料合成和化学反应中的应用

超临界流体技术在材料合成和化学反应中的应用随着科技的不断发展,超临界流体技术作为一种新型的绿色化学技术,受到越来越多人的关注。

超临界流体是指在临界点以上,温度和压力都高于其临界值的流体状态,超临界流体具有介于气态和液态之间的特殊性质,使其被广泛应用于材料合成和化学反应中。

本文就探讨超临界流体技术在材料合成和化学反应中的应用。

一、超临界流体技术在材料合成中的应用1.1 纳米材料合成与传统化学合成的方法不同,超临界流体技术对于制备纳米材料有着独特的优势。

超临界流体作为介质,具有高溶解度和高扩散系数,可以提高材料的纳米化程度。

同时,超临界流体还可以提供一个温和的合成环境,有利于纳米材料的自组装和晶体的生长。

例如,超临界二氧化碳可以用作氧化银纳米颗粒的溶剂和还原剂,在超临界条件下可制得单分散的纳米银颗粒。

1.2 光电材料合成在光电材料合成中,超临界流体技术也有着许多优势。

超临界流体的高扩散性和高溶解度,有助于合成高品质的光电材料。

例如,超临界氨气可以用于合成氮化硼、碳化硅和氮化铝等光电材料,这些材料具有高硬度、高导热性和高光吸收能力等优异特性。

1.3 生物材料合成超临界流体技术还可以用于生物材料的合成。

超临界流体在高压下可以使蛋白质和其他生物材料分离,而不会破坏其结构和活性。

例如,超临界二氧化碳可以作为生物大分子的溶剂,在超临界状态下,可以制备出具有高生物活性的多肽材料和蛋白质复合材料。

二、超临界流体技术在化学反应中的应用2.1 有机反应超临界流体技术可以用于有机反应,有助于提高反应速率和收率。

超临界流体作为反应介质,可以改变反应体系中的温度和压力,从而调节反应的速率和选择性。

例如,超临界二氧化碳可以充当溶剂,催化剂或质子酸,用于有机合成、聚合和裂解反应等。

2.2 无机反应超临界流体技术也可以用于无机反应,具有无限的潜力。

超临界流体的高温高压条件,使得某些传统的无机反应可以实现。

例如,利用超临界水的特性,可以在更加温和的条件下合成出高质量的氧化物纳米颗粒。

超临界合成氨的研究

超临界合成氨的研究

示催化剂失活速率与色谱分析得到的正辛烷分解率 大致相当。() 2催化剂活性温度对超临界合成氨有 显著的影响。从图3 可以看出, 随着反应温度降低, 氨含量下降的速率显著减缓。在35 2 ℃时, 扣除介 质加入使合成氨的有效分压降低的影响, 超临界介 质分解使催化剂失活的影响已经较少( 稳定后较相 同合成气分压时下降巧%左右) 。
科学基金资助项 目(0110 0 2005 )
石 化 油
10 76

20 04年增刊
J 、.  ̄ 电 一  ̄ ̄ 一
60 50
享 、 酬 如 毓
0 0 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10
成氨的可行性。考察了反应温度的影响。研究发现在合成氨熔铁催化剂反应条件下, 超临界介质都会发生分解, 分 临界介质的分解是造成催化剂活性降低的主要原因; 超临界介质的加人, 使合成氨的有效分压降低是出口 氨含量降 低的另一个原因; 催化剂的活性温度是超临界合成氨的关键因素。 【 关键词〕超临界; 合成氨; , F_ ex 0基催化剂
分解产物造成催化剂失活, 使反应器出口氨含量下 降。其中饱和烷烃在合成氨反应条件下分解率最小, 使催化剂失活速率最慢, 为较佳超临界合成氨反应介 质。超临界介质的分解是造成催化剂活性下降的主 要原因。() 2催化剂的活性温度是超临界合成氨的关 键因素。超临界催化反应宜在低温下进行。因此, 如 果能开发出一种活性温度低于30 0 ℃的催化剂, 同时 选择适宜的超临界介质并改变催化剂性能抑制饱和 烷烃的分解, 超临界合成氨仍是有可能的。
研 4结 定了 类物质作为超临界介质进行 究[, 果确 两 ]
研究:1 以饱和烷烃为代表的非极性介质, () 包括饱 和烷烃(7 C3 C一 1、 )二甲苯、 乙苯、 四氢化蔡、 蔡烷、 喳琳、 十氢唆琳等 1 种物质;2 以胺类化合物为 3 ()

超临界流体在化学反应中的应用

超临界流体在化学反应中的应用

超临界流体在化学反应中的应用超临界流体是一种特殊的物质状态,介于液体和气体之间。

它具有与常规流体不同的性质和特点,并且在化学反应中具有广泛的应用。

本文将探讨超临界流体在化学反应中的应用,并分析其优势和挑战。

超临界流体的最大优势之一是其独特的溶解能力。

在超临界状态下,物质的密度和粘度会大幅度减小,分子之间的距离增大,使其具有很高的扩散系数。

这使超临界流体能够快速溶解固体和液态物质,有效提高反应速率。

此外,由于超临界流体的溶解性能可调节,可以通过调整温度和压力来控制反应的速率和产物选择性。

超临界流体在有机合成中的应用十分广泛。

它可以用作溶剂,提供独特的反应环境。

例如,在超临界水中进行反应,可以实现特定的选择性反应,而不引入其他溶剂或催化剂。

超临界二氧化碳也被广泛用于有机合成中,它既是一种可再生的溶剂,又具有独特的物理和化学特性。

此外,通过将反应物溶解在超临界流体中,可以减少反应物之间的扩散路径,提高反应速率。

除了溶剂的应用外,超临界流体还可以用于催化反应。

例如,超临界二氧化碳可以与金属催化剂配合使用,促进氧化还原反应的进行。

其优势在于,在超临界条件下,反应物和催化剂之间的传质过程更加高效,催化剂的活性也会得到提高。

与传统溶剂相比,超临界流体可以提供更高的催化效率和更好的产物选择性。

然而,超临界流体在化学反应中的应用也面临一些挑战。

首先,超临界条件下的温度和压力较高,需要相应的设备和工艺控制,增加了实验难度和成本。

其次,超临界流体的物理和化学特性与常规溶剂存在差异,需要对反应条件进行优化和调整,以实现预期的反应结果。

此外,与传统溶剂相比,超临界流体的毒性、环境影响和废弃物处理等方面的问题也需要引起关注。

尽管存在挑战,但超临界流体在化学反应中的应用仍然呈现出广阔的前景。

随着对绿色化学和可持续发展的不断追求,超临界流体作为一种环境友好型溶剂和反应介质,将在化学合成领域发挥重要作用。

进一步的研究将有助于深入理解超临界流体的特性和机制,进一步开拓其应用范围。

超临界流体技术在有机合成中的应用与优势

超临界流体技术在有机合成中的应用与优势

超临界流体技术在有机合成中的应用与优势引言:超临界流体技术是一种将物质处于超临界状态下的处理技术。

超临界流体是介于气体和液体之间的一种特殊状态,在此状态下可获得许多独特的化学与物理性质。

随着对超临界流体技术的深入了解与研究,人们开始将其应用于有机合成领域。

本文将探讨超临界流体技术在有机合成中的应用与优势,为进一步推动其在实践中的应用提供参考。

一、超临界流体技术在反应介质中的应用1. 溶剂替代超临界流体可作为溶剂替代传统有机溶剂来进行有机合成。

与有机溶剂相比,超临界流体具有低粘度、较高扩散系数、可调节性以及与反应物接触良好等优势。

此外,它们还可避免常见的溶剂催化剂毒性以及对环境造成的污染。

2. 反应中的超临界条件超临界流体在独特的压力与温度条件下,可改变物质的物理与化学性质,促进反应速率与选择性。

例如,超临界二氧化碳可以通过调整压力和温度来改变其溶解能力,进而控制反应的速率与产物选择性。

3. 催化超临界流体可作为催化剂的载体,可通过改变超临界条件来调控催化剂的活性与选择性。

此外,超临界流体中的高扩散性能可以提高反应物质与催化剂之间的接触效率,从而提高催化反应的效率。

二、超临界流体技术在有机合成中的优势1. 反应条件温和超临界流体在较低的温度条件下可以实现许多有机合成反应。

相比传统的有机合成方法,超临界流体技术能够降低反应过程中的能量消耗与反应物的热敏性。

2. 产物纯度高超临界流体作为溶剂时,它们的高扩散系数可以实现高效的物质迁移,从而提高合成产物的纯度。

此外,超临界流体还可通过改变溶剂的选择性从而调节产物的选择性。

3. 环境友好性超临界流体的特殊性质使其成为一种环境友好的合成方法。

超临界流体技术在有机合成中可避免使用高毒性、易挥发、易燃的有机溶剂,从而减少对环境的污染。

此外,超临界流体技术还可与可再生能源相结合,进一步提高其环境友善性。

4. 可控性强超临界流体的密度、粘度以及其他物理性质可以通过调节温度和压力来实现,从而实现对反应过程的精确控制。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

超临界流体在催化反应中的应用唐浩东卢春山国海光韩文锋刘化章(浙江省多相催化重点实验室浙江工业大学工业催化研究所杭州 310014)摘要由于超临界流体拥有类似气体的传递特性及类似液体的溶解能力和热容的独特性能,使其在催化反应中具有很大的应用潜力。

本文根据超临界流体在催化反应中应用的机理和特性将其应用分成三大类:(a)利用超临界流体独特的溶解性能,将反应物甚至催化剂溶解在同一相中,消除相间的传递限制,提高反应速率;(b)利用超临界流体具有类似气体的扩散特性、类似液体的密度和独特的溶解性能,从催化剂表面原位萃取并及时带走能导致固体催化剂中毒的焦炭前驱体,延长催化剂的寿命;(c)利用超临界流体中溶质与溶剂、溶剂与溶剂之间存在的较强集聚(clustering)作用,提高反应的选择性同时增加反应速率。

本文还介绍了近年来超临界流体在催化反应中应用的典型反应。

关键词超临界流体催化反应The Application of Supercritical Fluids in Catalytic Reaction Tang Haodong, Lu Chunshan, Guo Haiguang,Han Wenfeng, Liu Huazhang(Zhejiang Province Key Laboratory of Heterogeneous Catalysis,Institute of Catalysis of Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014)Abstract Supercritical fluids possess unique properties (e.g. gas-like transport properties, liquid-like dissolving power and heat capacities) that make them highly applicable in catalytic reaction. According tothe mechanism and characteristics of their application in catalytic reaction, supercritical fluids were utilizedin the following three ways: (1) use supercritical fluids to dissolve all the reactants, sometime even including catalyst, into one single phase owing to their unique miscibility. This eliminates the limitation of inter-phase mass transfer, and increases the rate of reaction; (2) prolong the lifetime of catalyst through in situ extractingand removing in time coke precursors that can poison the catalyst from the catalyst surface, using supercritical fluids’ gas-like diffusibility, liquid-like density and unique miscibility; (3) increase the selectivity and the rate of reaction due to the clustering effects between solute and solvent, and between solvent and solvent in supercritical fluids. Besides, some typical reactions concerning the application of supercritical fluids in catalytic reactions in recent years are also introduced.Key words Supercritical fluid, Catalytic reaction超临界流体技术是利用超临界流体(Supercritical Fluids,简称SCF)的特性而逐渐发展起来唐浩东男,28岁,讲师,主要从事催化及超临界反应等方面的研究。

国家自然科学基金资助项目(20246004)及浙江省自然科学基金资助项目(20010150)的一门新兴技术。

近十几年来,超临界流体的应用已经进入一个蓬勃发展的时期:超临界流体萃取分离技术已经得到了广泛的工业化应用;在材料制备方面超临界流体技术也取得了较大的进展;超临界流体在化学反应中的应用也引起了广泛的关注。

正如Michel Perrut——国际超临界流体发展委员会的奠基人,用下面的话总结了超临界科学最近的发展:“80年代是超临界萃取发展的10年;90年代已经集中在超临界条件下进行材料合成了;下个世纪之初将致力于超临界反应的发展。

”通常超临界流体是指温度和压力均高于其临界值,并且其密度高于其临界密度的物质。

这种流体兼有液体和气体的优点:粘度小、扩散系数大、密度大,具有良好的溶解特性和传质特性,且在临界点附近对温度和压力特别敏感。

超临界流体不仅可以作为良好的分离介质,也可作为一种良好的反应介质。

超临界流体特别是SC CO2、SC H2O还是一种环境友好的溶剂。

正是这些优点,使超临界流体技术已广泛应用于石油化工、医药工业、食品工业、化学工业及煤化工等许多领域中,尤其在多相催化领域有更大的应用潜力。

1 超临界流体的特点超临界流体有许多特点,Baiker[1]和Subramaniam[2]在综述中系统地讲述了超临界流体的性质和在催化反应中的应用。

在催化反应中超临界流体最主要的三个特点是:(1)利用超临界流体的独特的溶解性能,将反应物甚至催化剂都溶解在同一相中,使原来的多相反应变均相反应,极大地提高了反应速率;(2)利用超临界流体具有类似气体的扩散特性、类似液体的密度和独特的溶解性能,在反应过程中能及时溶解并带走能导致固体催化剂中毒的物质,使其不在催化剂表面沉积下来,从而较长时间保持催化剂的活性,延长催化剂的寿命;(3)由于超临界流体中溶质与溶剂、溶剂与溶剂之间存在较强的集聚(clustering)作用,使临界点附近产物和反应物的偏摩尔体积差呈现较大的负值,增加了反应速率,并利用集聚作用将产物从催化剂表面及时移出,防止了反应的进一步进行,从而提高了反应的选择性。

2 超临界流体特点在化学反应中的应用2.1 使反应由原来的多相变成均相反应一般的催化反应,往往都是气-液-固三相的多相催化反应,而这时反应物到达催化剂表面的传质过程往往是反应的速率控制步骤。

在超临界状态下,有可能使多相的反应物甚至催化剂都溶解于超临界流体中,消除了相之间的传质阻力,增加反应速率,同时在超临界状态中对温度和压力的调节也能间接地控制产物的分布和产量。

利用这一特点在催化反应中应用的典型反应有超临界CO2加氢、超临界烷烃加氢和超临界水氧化等[3,4]。

由于CO2的临界条件温和(T C=31.06°C,p C=73.83bar),氢气等许多气体能和 SC CO2完全互溶,有些催化剂也能在SC CO2中有较大的溶解度,同时又是环境友好溶剂。

所以在SC CO2中进行反应比常规溶剂更有优势,应用也最为常见。

第一个在超临界CO2中进行的加氢反应是在MnH(CO)5催化下环丙烯的加氢反应[5]。

Subramaniam等[6]研究了在固定床反应器中环己烯在超临界CO2中加氢合成环己烷的反应。

在343K、13.6MPa反应条件下,在Pd/C催化剂上环己烷的时空产率达到16kg/(kg cat/h)。

同时由于超临界介质的引入,使催化剂失活速率大大减弱,使催化剂中毒的过氧化物在反应体系内始终小于6×10-6g,环己烷的选择性稳定在100%,环己烯的转化率在22h内稳定在80%以上。

但超临界CO2并不是所有的超临界加氢反应的最佳介质,饱和烷烃也是较佳的超临界介质。

Baiker等[7]在固定床反应器中,以Pt/Al2O3为催化剂分别研究了在超临界CO2和乙烷相中乙基丙酮酸酯的加氢反应。

研究发现在相同条件下超临界乙烷中乙基丙酮酸酯稳定在70%转化率下的TOF(每秒,每摩尔催化剂反应生成产物的摩尔数)为15s-1,在用甲苯作溶剂时其最高的TOF 仅为1.8s-1。

这说明反应物的均相化大大提高了反应的速率。

同时,在超临界乙烷中乙基丙酮酸酯的转化率和选择性都明显高于超临界CO2中的的转化率和选择性。

他们认为可能是由于在Pt/Al2O3催化剂上CO2和H2发生反应生成了CO和H2O,而CO的生成使催化剂发生失活。

Andersson等[8]运用超临界CO2和超临界丙烷作为介质分别研究了脂肪酸甲酯催化加氢生成脂肪醇混合物的反应。

也同样发现用后者作为介质时反应速率和选择性都高于前者。

同时也有人尝试制备能溶解在超临界CO2中的催化剂来进行烯烃的催化加氢,使反应物、催化剂和氢气同时溶解在超临界CO2中,形成真正的均相反应体系。

这类反应中研究最多的是钌膦配合物催化剂。

Jessop等[9,10]用SC CO2作溶剂,以钌膦配合物RuH2[P(CH3)3]4或RuCl2[P(CH3)3]4作催化剂,在三乙胺存在下制备甲酸、二甲基甲酰胺和甲酸甲酯,反应TOF高达1400h-1,是普通溶剂(如四氢呋喃)的17倍。

他们认为高的转化数和收率归功于SC CO2可以溶解钌膦配合物催化剂,使之成为高分散的均相系统,同时氢气能和 SC CO2完全互溶,使多相反应变成均相反应。

比传统的气相催化加氢、液相催化加氢的TOF能提高1~2个数量级。

同时消除了使用有机溶剂可能带来的环境污染。

Omary等[11]使用制备的钌氟配合物为催化剂进行超临界苯乙烯、1-辛烯催化加氢的研究,发现这类催化剂在超临界CO2中有较大的溶解度(在辛烯催化加氢反应中催化剂在超临界相中的浓度达到1.97mg cat/gCO2),使反应物、催化剂和产物都在同一相中进行反应,反应速率大大提高。

在343K、172bar条件下,1-辛烯的转化率在12h内保持在70%以上,选择性将近100%。

Kaintz[12]和Francio[13]等研究发现在磷化氢配合物中加入三氟甲烷或全氟烷基基团能增加催化剂在超临界CO2中的溶解度,使反应速率进一步提高。

相关文档
最新文档