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金属催化自由基反应的研究
从简单烯烃出发高效、高选择性地合成高价值化合物一直是有机化学工作者追求的目标。在这一过程中,过渡金属催化剂起到了重要的作用。传统的烯烃官能团化反应一般可分为两类:极性过程或者自由基过程,二者有各自的优势和局限。如何通过设计新的催化过程,在一个反应中融合上述两种过程,取长补短,是实现更加简洁、绿色合成的重要途径。朱戎课题组提出利用钴介导的自由基-极性交叉过程(Radical-Polar Crossover),在氢原子转移(HAT)氢官能团化反应中初步实现了上述目标。这一最新进展发表在《美国化学会志》上(Xiao-Le Zhou1, Fan Yang1, Han-Li Sun, Yun-Nian Yin, Wei-Ting Ye and Rong Zhu*. Cobalt-Catalyzed Intermolecular Hydrofunctionalization of Alkenes: Evidence for a Bimetallic Pathway. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 7250.)。 第一过渡系金属催化的HAT氢官能团化反应是一类具有重要合成学意义的自由基反应。研究在该体系中引入高价碘试剂作为双电子基团转移氧化剂和亲核试剂的前体,在钴氢物种催化下,实现了自由基与极性过程互补融合的新反应途径。利用该方法在室温下即可完成羧酸、酚、磺酰胺等各类亲核试剂对非活化和活化烯烃形式上的加成,从而以高官能团兼容性,一步合成较为复杂的结构,具有潜在的重要应用价值。他们进一步通过细致的动力学研究和控制实验,揭示了钴配合物在催化循环中所扮演的多重角色,并提出反应可能经过双金属过程。该过程涉及到的关键中间体中包括一类有机钴配合物,这一发现有望为金属催化自由基反应中的配体调控提供新的思路。
北京大学 2021-04-11
铁盐催化C-H活化偶联反应
利用简单铁盐与大环多胺形成配合物作为催化剂,催化非活性芳烃和含N杂芳烃的C-H活化直接芳基化反应。首次实现了铁催化的直接Suzuki偶联,并且获得了中等到较好的产率和很好的官能团容忍性,并获得了较好的选择性。这个新型的铁催化体系的发现,克服了之前类似反应底物需要前活化,需要使用用贵金属作为催化剂的缺点。对于利用这一反应体系有效地简化了合成步骤,且大大的提高了反应的原子经济性,推动了化学反应绿色合成的发展,为其应用于药物合成提供了良好的基础。
四川大学 2016-04-18
400 系列不锈钢催化酸洗工艺
成果简介传统 400 系列不锈钢氧化铁皮去除主要采用高温盐浴+混合酸洗工艺, 氧化铁皮去除效果极好。 但所采用的还原盐多为捷克艾克默公司的专利产品, 不仅价格高, 而且使用温度也高(400oC)。 所开发的新型单酸催化酸洗工艺, 可在 80~90oC 下于 30-60min 内完成线材、 管材的酸洗工作, 表面光洁, 无过/欠酸现象。整个酸洗过程无任何污染物排放, 废酸处理也更为简便。成熟程度和所需建设条件本项目已完成实验室研究阶段, 并在上海某大型特殊钢公
安徽工业大学 2021-04-14
石墨烯复合光催化自清洁涂层
船舶在长期在干燥高盐、高腐蚀的还是环境中航行,油漆容易剥落,为了保养船舶延长船舶使用寿命。船舶上经常需要补刷油漆。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,它在紫外光及可见光的作用下,产生强烈催化降解功能:能有效地降解空气中有毒有害气体,还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。但是光触媒在发挥作用时需要较强光照来催化,这导致它在长年见不到阳光,只能依靠普通照明灯光的船舶内部船舱失去用武之地。 团队巧妙地应利用石墨烯和金颗粒的特点,在提升了光触媒的催化能力的同时,又降低了光触媒对光线强度的要求,有效解决了光触媒在船舱内难以发挥作用的问题。 技术成熟度 针对光触媒在光线较弱的地方效果不佳的问题,团队与海军某部共建实验室,面向海军舰艇特种涂层方面需求,开发了石墨烯-二氧化钛-金颗粒-纳米光催化剂的自清洁涂层材料,并拓展其在民用环保涂层应用。目前,本产品正在进行最后的测试和验证。 投产条件和预期经济效益 本产品以光触媒、石墨烯和少量金颗粒为原料,产品绿色环保,效果显著。随着行业技术水平的不断提升,市场不断规范,再加上人民的生活水平不断提升和对健康生活提出的新的要求,我国光触媒行业市场规模将不断扩大,规模增速保持在4%左右,预计到2025年将达到68亿元左右的市场规模。本产品在光强较弱且受到装修污染的场景里能有很好的应用,有望占领较大的市场份额。
厦门大学 2021-01-12
纳米光催化空气净化装置
本项目针对目前室内空气污染日益严重、对人体健康危害日益增加的问题,成功解决了纳米光催化技术的应用难题,将其应用于室内空气净化,并根据我国实际情况,开发出多种终端产品,包括用于家庭的光催化空气净化器,用于交通工具的车载空气净化器以及用于公共场所中央空调系统的光催化空气净化装置。该项目被认定为上海市高新技术成果转化项目,已具备年产2万台纳米光催化空气净化装置的生产能力。 经权威部门检测,纳米光催化空气净化装置对细菌杀灭率高达99.90%,对TVOC的脱除率为90%,对可吸入颗粒物的净化效率达国标的1.6倍,其综合技术总体上处于国内领先,在细菌杀灭率和脱除TVOC的功能上达到国际同类产品的先进水平。 目前中央空调用净化装置已在浦东星河湾酒店、兴业银行、中科院西安光机所等多家单位获得应用,其净化效果远优于普通的吸附、静电除尘等技术手段,获得用户的高度认可。
华东理工大学 2021-04-13
凹凸棒石基催化载体材料
光催化剂的实用化研究一直受到人们的广泛重视,目前的研究热点主要集中在探索新型光催化材料,将凹凸棒土的高吸附特性和光催化技术结合起来,将活性光催化剂负载在凹凸棒土表面,可以解决光催化剂的固定化问题,明显提高催化剂的光催化性能;同时,由于凹凸棒土的特殊棒晶状结构,使光催化剂易于沉降、分离,重复利用,解决了催化剂的重复利用问题,具有突出的优点和特点。 成果亮点 技术特点:一种CO2转化为环碳酸酯的高效纳米催化剂及其制备方法,通过将天然凹凸棒矿石粉碎筛选,去除杂质,得到凹凸棒粉末后分散到第一溶剂中,加入改性剂,搅拌反应,接着离心、洗涤、干燥处理,即得高效纳米催化剂。这种CO2转化为环碳酸酯的高效纳米催化剂的制备方法,得到的高效纳米催化剂作为一种高效催化CO2合成环碳酸酯的催化剂,具有催化剂原料易得、成本低廉,还具有选择性好、结构稳定的特点;制备得到的高效纳米催化剂在进行催化反应时,具有不使用溶剂,催化条件温和、底物适用范围广等优点,有潜在的工业化利用价值。
兰州大学 2021-01-12
专用乳化剂定制和有机硅系列高效乳化剂
有机硅产品包括各类硅油(二甲基硅油、含氢硅油、烷基硅油、芳基硅油、羟基硅油)、有机硅107胶、硅树脂等往往以乳液形式广泛用于纺织、染整、机械加工、橡胶和塑料加工、建材等诸多领域。本技术从乳化剂的结构和被乳化物结构的匹配关系入手,并结合乳化工艺规程的科学制定,开发了针对各类硅油的系列高效乳化剂,特别对一些难以乳化的高粘度硅油、高粘度107胶、氟硅油等都有特别的乳化剂配方。也可为企业针对难以乳化的油相,或对乳液耐温、耐电介质等的特殊要求定制开发专用乳化剂。
南京工业大学 2021-01-12
一种三维分级陶瓷催化滤管除尘脱硝一体化技术
1. 痛点问题 随着十三五电力行业基本实现烟气超低排放,我国大气污染治理的主战场从电力转移到了工业炉窑等非电力行业,工业炉窑具有种类多、数量大、排烟温度低、污染物成分复杂且浓度波动大等特点,目前传统工业烟气净化采用除尘与脱硝单元串联独立运行,该工艺设备规模大、运维成本高、难以适应工业炉窑复杂多变的烟气条件。因此,开发低成本、短流程、高适应性的多污染物协同脱除材料和技术,成为工业烟气净化领域发展的新方向。其中,以过滤材料为基体耦合催化活性组分的多污染物协同脱除一体化技术成为国内外广泛关注的应用前景较好的新技术。 陶瓷催化脱硝滤芯其表层膜具有致密的微米级孔结构,烟气粉尘去除率可达到99.9%以上;滤材内部支撑体涂覆的催化剂,同时可通过SCR机制实现烟气氮氧化物高效脱除。一体化烟气净化技术改变了当前除尘、脱硝等独立运行的传统烟气净化工艺,具有工艺流程短、设备投资低、运行费用少以及占地空间小等显著优势,实现多污染物协同脱除,是一种极具应用前景的除尘脱硝一体化的新技术,将成为中小型锅炉烟气净化领域的新发展趋势。 2. 解决方案 开发出拥有自主知识产权的新一代三维分级陶瓷催化滤管,该技术的核心是可以控制涂覆陶瓷纤维滤管催化层厚度,保留滤管外表面致密层,使得陶瓷催化滤管具有过滤阻力更低、除尘效率更高、脱硝效率更强等优点,该陶瓷催化滤管在2020年已于东台中玻特种玻璃有限公司建立一套具有工程参考意义的中试侧线试验,运行以来,经过权威第三方检测机构检测,其中SO2<10mg/m3、颗粒物<3mg/m3,NOx<23mg/m3,氨逃逸<5 mg/m3,满足行业超低排放标准要求。通过中试平台长时间的稳定运行,表明了以三维分级陶瓷催化滤管为核心的多污染协同脱除技术的可行性,使得工业烟气治理技术更加集成、高效、经济。为后续的在玻璃行业及其他工业炉窑规模化应用奠定了基础,并且2021年3月已成功完成玻纤行业炉窑工业烟气超低排放示范项目,也预示该项技术得到了市场的认可,填补国内该技术的空白。可以在其他行业焦化、垃圾焚烧、危废、陶瓷、生物质锅炉、耐火材料炉窑及水泥等行业推广应用,实现实现工业烟气经济、高效、深度治理。 合作需求 与浙江致远进行优势互补,目前团队已经实现了小批量规模化量产,并在不同行业进行了中试试验,取得了较好的净化效果,成果转化后实现工业化生产,公司目前自主研发了涂覆工艺和装置,生产工艺和此次受让技术十分匹配,可满足此次放大的技术产品设备需要。结合公司较强的工程设计能力、施工能力、市场开拓能力及售后服务等,在玻璃、焦化、生物质发电、垃圾焚烧等烟气治理行业进行推广应用。
清华大学 2021-12-09
一种光催化制备2-呋喃乙酸甲酯类化合物的催化方法
本发明属于催化方法及催化剂技术领域,具体涉及一种光催化制备2‑呋喃乙酸甲酯类化合物的催化方法,是基于光催化体系的CO2参与1,3‑烯炔的1,4‑碳酰化/环异构化反应,以CO2作为羧基来源;无光敏剂;具有较高的产率和良好的化学选择性,本发明反应底物范围广泛,多种官能团如甲基、甲氧基、苯基、卤素都可兼容于该反应,苯基上不同位置取代的1,4‑二氢吡啶化合物也可以在体系中兼容并转化为目标产物。反应条件温和,并且从简单易得的底物原料出发,采用三组分偶联的方式,避免复杂底物的使用。
兰州大学 2021-01-12
多官能度低粘度丙烯酸酯UV稀释剂生产技术
光固化技术,具有固化速度快、污染少、节能和固化产物性能优异等优点,广泛应用于涂料、油墨、胶粘剂、成像、微电子、齿科修复和生物材料等领域。多官能团单体通常是指含有2个或2个以上的光活性基团的化合物,具有固化速度快、挥发性低、可以赋予固化膜交联结构等优点。本技术采用环状碳酸酯与仲胺的开环反应,合成了两种多官能度的低粘度氨酯丙烯酸酯单体,该多官能度丙烯酸酯单体粘度低(<50mPa.s)、固化速率快,即可作为紫外光固化的单体单独使用,也可以作为稀释剂用于紫外光固化体系中。本技术生产简单,产品产率高,该丙烯酸酯单体稀释剂可以用于UV油漆、涂料、油墨等领域。外观:淡黄色透明液体;粘度(cps/25℃):12~35mPa•s;官能度:3~4。该产品是多官能团活性稀释剂,具有低粘度、高反应活性和极强的稀释性,可广泛应用在UV涂料、胶粘剂、微电子和油墨等领域。以丙烯酸、仲胺、碳酸乙烯酯、多元醇等为主要原材料,生产过程中的溶剂可以重复使用降低生产成本,同时减少环境污染。主要生产设备是反应釜。若生产规模为100吨/年,设备投资约50万元,厂房面积需50m2,动力5KW,操作人员约2~5人。产品综合成本约25000~35000元/吨,市场平均售价约50000~60000元/吨,年利润约500~1000万元,具有一定的经济效益。
北京化工大学 2021-02-01
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