Карбокатализ - Carbocatalysis

подпись
Карбокатализируемое окисление спиртов до альдегидов с использованием оксида графена (GO).

Карбокатализ это форма катализ который использует разнородные углерод материалы для преобразования или синтеза органических или неорганических субстратов. Катализаторы характеризуются большой площадью поверхности, функциональностью поверхности и большой, ароматный базальные плоскости. Карбокатализ можно отличить от поддерживаемого катализа (например, палладий на углероде ) в том, что металл отсутствует, или, если металлы присутствуют, они не являются активными частицами.

По состоянию на 2010 г. механизмы реактивности изучены недостаточно.[нужна цитата ]

Одним из наиболее распространенных примеров карбокатализа является окислительный дегидрирование из этилбензол к стирол обнаружен в 1970-х гг.[1] Также в промышленном процессе (неокислительного) дегидрирования этилбензола калий продвигаемый оксид железа катализатор покрыт углеродным слоем в качестве активной фазы. В другом раннем примере[2] множество замененных нитробензолы сводились к соответствующему анилин с помощью гидразин и графит в качестве катализатора.

Открытие наноструктурированного углерода аллотропы Такие как углеродные нанотрубки,[3] фуллерены,[4] или же графен[5] способствовал дальнейшему развитию. Окисленные углеродные нанотрубки использовались для дегидрирования н-бутан к 1-бутен,[6] и избирательно окислять акролеин к акриловая кислота.[7] Фуллерены использовали при каталитическом восстановлении нитробензола до анилина в присутствии ЧАС2.[8] Оксид графена был использован в качестве карбокатализатора для облегчения окисление из спирты к соответствующему альдегиды /кетоны (показано на картинке), гидратация из алкины, а окисление алкены.[9]

Рекомендации

  1. ^ Алхазов, Т.Г .; Лисовский, А.Е .; Гулахмедова, Т.Х. (1979). «Окислительное дегидрирование этилбензола на угольном катализаторе». Реагировать. Кинет. Катал. Латыш. 12 (2): 189–193. Дои:10.1007 / BF02071909.
  2. ^ Byung, H.H .; Dae, H. S .; Сун, Ю. К. (1985). «Катализируемое графитом восстановление ароматических и алифатических нитросоединений гидразингидратом». Tetrahedron Lett. 26 (50): 6233–6234. Дои:10.1016 / S0040-4039 (00) 95060-3.
  3. ^ Иидзима, С. (1991). «Винтовые микротрубочки графитового углерода». Природа. 354 (6348): 56–58. Bibcode:1991Натура 354 ... 56I. Дои:10.1038 / 354056a0.
  4. ^ Kroto, H.W .; Heath, J. R .; O'Brien, S.C .; Curl, R. F .; Смолли Р. Э. (1985). "C60: Бакминстерфуллерен ". Природа. 318 (6042): 162–163. Bibcode:1985Натура.318..162K. Дои:10.1038 / 318162a0.
  5. ^ Новоселов, К. С .; Гейм, А.К .; Морозов, С. В .; Jiang, D .; Zhang, Y .; Dubonos, S. V .; Григорьева, И. В .; Фирсов, А.А. (2004). «Эффект электрического поля в атомно тонких углеродных пленках». Наука. 306 (5696): 666–669. arXiv:cond-mat / 0410550. Bibcode:2004Наука ... 306..666N. Дои:10.1126 / science.1102896. PMID  15499015.
  6. ^ Zhang, J .; Лю, X .; Blume, R .; Чжан, А .; Schlögl, R .; Су, Д. С. (2008). "Углеродные нанотрубки с модифицированной поверхностью катализируют окислительное дегидрирование н-бутана" (PDF). Наука. 322 (5898): 73–77. Bibcode:2008Научный ... 322 ... 73Z. Дои:10.1126 / science.1161916. PMID  18832641.
  7. ^ Франк, B .; Blume, R .; Ринальди, А .; Trunschke, A .; Шлёгль Р. (2011). "Кислородный катализатор внедрения", sp2 Углерод ». Энгью. Chem. Int. Эд. 50 (43): 10226–10230. Дои:10.1002 / anie.201103340. PMID  22021211.
  8. ^ Li, B .; Сюй, З. (2009). «Неметаллический катализатор для активации молекулярного водорода с сопоставимой способностью каталитического гидрирования с катализатором из благородных металлов». Варенье. Chem. Soc. 131 (45): 16380–16382. Дои:10.1021 / ja9061097. PMID  19845383.
  9. ^ Dreyer, D. R .; Jia, H.-P .; Белявский, К. В. (2010). «Оксид графена: удобный карбокатализатор для облегчения реакций окисления и гидратации». Энгью. Chem. Int. Эд. 49 (38): 6813–6816. Дои:10.1002 / anie.201002160.

внешняя ссылка