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                  纳米铁或将带来有机硅行业的催化革命

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                  纳米铁或将带来有机硅行业的催化革命

                  2019-07-12

                  有机硅化合物

                  江西华昊化工有限公司年产4500吨有机硅系列产品


                  有机硅化合物是制造橡胶、塑料和各种其他聚合物的材料科学中不可或缺的成分。人们通过在有机化合物中引入硅基团来合成有机硅,作为促进和加速反应的催化剂在合成反应中起到非常重要的作用。铂是传统常用的催化剂,但其稀缺性和昂贵的价格大大限制了有机硅的生产。科学家们一直在尝试应用更常见和廉价的过渡金属“铁”作为催化剂替代品。


                  日本关西大学的Yasushi Obora教授研究团队近期研究成果指出氧化铁纳米粒子在有机硅催化领域拥有重大潜力。该团队目前已经研发了一种利用二甲基甲酰胺(DMF)试剂直接制备铁、铜、铂纳米粒子的方法。由于纳米粒子具有较高的表面积,因此是一种非常有效的催化剂。正是由于DMF对纳米颗粒的形成起到保护作用,所以课题组采用此方法合成氧化铁纳米颗粒。


                  为了详细了解氧化铁纳米颗粒的结构,研究团队首先利用高分辨率的电子显微镜和透镜对纳米粒子进行了化学表征,发现这些纳米颗粒的大小在2nm到5nm之间。研究团队又利用X射线和红外光谱技术测试DMF与氧化铁颗粒之间的微观相互作用,发现纳米粒子被DMF分子所包裹,这也许归因于DMF的粒子保护机理。


                  为了测试这些氧化铁纳米粒子在促进硅氢化反应方面的效率,研究人员首先使用了含有10个碳分子的正癸烯作为实验物。纳米颗粒有效地催化了反应速率并使84%的正癸烯转化为硅基形式。同时这些纳米颗粒也有效转化了许多其他类型的烯烃,包括那些分子中含有大量环状结构的烯烃。化学反应结束后当研究人员从反应混合物中分离出这些纳米粒子,发现其粒子结构依然保持完整,能够重复利用催化反应多达5次而不降低催化效率。


                  化铁纳米颗粒作为新兴的有机硅合成催化剂,具有高产、低价、可循环利用、高效催化等优势,在不久的将来也许会为有机硅行业生产带来巨大的贡献!

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