Angew. Chem. :常温常压下NaK液态合金界面合成功能化多孔碳

  • 325
  • A+


发展高催化活性和低成本的多孔碳材料是当今多孔材料合成领域里的研究热点。多孔碳材料有较高的比表面积和较好的化学稳定性,被认为是一种高效的催化剂或者是催化载体。


然而,传统的多孔碳材料的合成需要对碳的前具体进行高温处理,这使得多孔碳材料表面上可嫁接的官能团数量很少。所以,在分子水平上控制碳表面的改性仍然具有挑战性。因此,开发一种在低温甚至常温下合成具有高度功能化表面的多孔碳材料的有效方法具有重要意义。



5

Figure 1. (A) Synthetic route of functional porous carbon via liquid metal interfacial engineering strategy. (B) Photographs showing the preparation of NaK alloy droplets. (C) DLS hydrodynamic diameter distribution of NaK alloy droplets suspension.

近日,吉林大学的乔振安教授团队以功能化多孔碳材料为研究对象,通过设计一种全新的液态合成界面合成策略,在常温常压的条件制备出表面具有大量C-Cl键的碳材料,可与咪唑和1,2-二溴乙烷串联嫁接,以获得CO2环加成催化剂。该催化剂除了具有优异的稳定性外,还具有优异的催化活性。


在高剪切应力下形成的钠钾合金微乳液具有高度活跃的界面和纳米工程微环境,四氯化碳被钠钾合金微乳液直接还原。在钠钾微滴表面,四氯化碳还原生成的碳低聚物交联,形成多孔碳结构。这种合成过程避免了传统的高温碳化条件,从而允许多孔碳在材料表面保留丰富的官能团(C-Cl)。

6

Figure 2. (A) The TEM image of mC-RT-I/B. (B) STEM image of mC-RT-I/B and corresponding EDS elemental mappings of C, Cl, Br, and N for mC-RT-I/B.  High-resolution (C) Cl 2p, (D) N 1s and (E) Br 3d XPS spectra for mC-RT and mC-RT-I/B.

通过液态金属界面工程策略合成的多孔碳表面具有丰富的C-Cl基团,烷基化咪唑功能被成功接枝到其上。由于独特的介孔结构和丰富的催化中心,我们制备的多孔碳是一种很有前途的二氧化碳与环氧化合物环加成催化剂。


最终,该材料在作为CO2环加成反应的催化剂时,表现出较好的转化率、选择性和稳定性。该工作了为功能化多孔碳材料的合成提供了一种新策略。

文信息

Liquid Na/K Alloy Interfacial Synthesis of Functional Porous Carbon at Ambient Temperature

Duihai Tang, Tao Wang, Wenting Zhang, Prof. Zhen Zhao, Ling Zhang, Prof. Zhen-An Qiao

文章的第一作者是沈阳师范大学的副教授汤兑海和吉林大学博士生王涛(现为橡树岭国家实验室博士后)。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202203967




weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: