Карбокатализ
Карбокатализ — это форма катализа , в которой используются гетерогенные углеродные материалы для преобразования или синтеза органических или неорганических субстратов. Катализаторы характеризуются большой площадью поверхности, функциональностью поверхности и большими ароматическими базальными плоскостями . Карбокатализ можно отличить от катализа на носителе (например, палладия на угле ) тем, что металл не присутствует, или, если металлы присутствуют, они не являются активными видами.
По состоянию на 2010 год механизмы реактивности изучены недостаточно. [ нужна ссылка ]
Одним из наиболее распространенных примеров карбокатализа является окислительное дегидрирование этилбензола открытое в стирол, в 1970-х годах. [1] Также в промышленном процессе (неокислительного) дегидрирования этилбензола калием, , промотированный катализатор из оксида железа в качестве активной фазы покрывается слоем углерода. В другом раннем примере: [2] различные замещенные нитробензолы были восстановлены до соответствующего анилина с использованием гидразина и графита в качестве катализатора.
Открытие наноструктурированных аллотропов углерода, таких как углеродные нанотрубки , [3] фуллерены , [4] или графен [5] способствовало дальнейшему развитию. Окисленные углеродные нанотрубки использовались для дегидрирования н-бутана в 1-бутен . [6] и избирательно окислять акролеин до акриловой кислоты . [7] Фуллерены были использованы при каталитическом восстановлении нитробензола до анилина в присутствии H 2 . [8] Оксид графена использовался в качестве карбокатализатора для облегчения до соответствующих спиртов альдегидов / кетонов ( показано на рисунке), гидратации алкинов окисления и окисления алкенов . [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Алхазов Т.Г.; Лисовский А.Е.; Гулахмедова, Т.Х. (1979). «Окислительное дегидрирование этилбензола на угольном катализаторе». Реагировать. Кинет. Катал. Летт . 12 (2): 189–193. дои : 10.1007/BF02071909 .
- ^ Бьюнг, Х.Х.; Дэ, HS; Сун, ЮК (1985). «Графит-катализируемое восстановление ароматических и алифатических нитросоединений гидразингидратом». Тетраэдр Летт . 26 (50): 6233–6234. дои : 10.1016/S0040-4039(00)95060-3 .
- ^ Иидзима, С. (1991). «Спиральные микротрубочки графитового углерода». Природа . 354 (6348): 56–58. Бибкод : 1991Natur.354...56I . дои : 10.1038/354056a0 .
- ^ Крото, HW; Хит, младший; О'Брайен, Южная Каролина; Керл, РФ; Смолли, Р.Э. (1985). «C 60 : Бакминстерфуллерен». Природа . 318 (6042): 162–163. Бибкод : 1985Natur.318..162K . дои : 10.1038/318162a0 .
- ^ Новоселов К.С.; Гейм, АК; Морозов С.В.; Цзян, Д.; Чжан, Ю.; Дубонос, СВ; Григорьева, ИВ; Фирсов, А.А. (2004). «Эффект электрического поля в атомно тонких углеродных пленках». Наука . 306 (5696): 666–669. arXiv : cond-mat/0410550 . Бибкод : 2004Sci...306..666N . дои : 10.1126/science.1102896 . ПМИД 15499015 .
- ^ Чжан, Дж.; Лю, X.; Блюм, Р.; Чжан, А.; Шлёгль, Р.; Су, Д.С. (2008). «Углеродные нанотрубки с модифицированной поверхностью катализируют окислительное дегидрирование н-бутана» (PDF) . Наука . 322 (5898): 73–77. Бибкод : 2008Sci...322...73Z . дои : 10.1126/science.1161916 . hdl : 11858/00-001M-0000-0010-FE91-E . ПМИД 18832641 .
- ^ Франк, Б.; Блюм, Р.; Ринальди, А.; Труншке, А.; Шлёгль, Р. (2011). «Катализ внедрения кислорода от sp. 2 Carbon» . Angew. Chem. Int. Ed . 50 (43): 10226–10230. doi : 10.1002/anie.201103340 . hdl : 11858/00-001M-0000-0012-0B9A-8 . PMID 22021211 .
- ^ Ли, Б.; Сюй, З. (2009). «Неметаллический катализатор для молекулярной активации водорода со способностью каталитического гидрирования, сравнимой с катализатором на благородных металлах». Дж. Ам. хим. Соц . 131 (45): 16380–16382. дои : 10.1021/ja9061097 . ПМИД 19845383 .
- ^ Дрейер, Д.Р.; Цзя, Х.-П.; Белявский, CW (2010). «Оксид графена: удобный карбокатализатор для облегчения реакций окисления и гидратации». Энджью. хим. Межд. Эд . 49 (38): 6813–6816. дои : 10.1002/anie.201002160 .