金属有机骨架载体钌催化剂催化加氢示意图
金属-有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一种新型的有机-无机杂化材料,因具有易于制备、比表面积大、孔隙度高、结构多样性及孔道表面可修饰等特点而广泛应用于气体存储、催化、传感、分离以及生物医学等领域。然而,由于MOFs机械强度低,固体呈粉末状等缺陷,使其在某些领域中的应用受到一定限制。由基体和增强体组成的MOFs复合材料因具有原组成材料的综合性能而成为融合MOFs优点并弥补其缺陷的一种新型材料。
中国科学院化学研究所韩布兴小组以柠檬酸为螯合剂, 十六烷基三甲基溴化胺为表面活性剂, 通过ZrOCl2•8H2O与对苯二甲酸 (H2BDC) 反应制备了同时具有微孔和介孔结构的Zr基金属有机骨架材料 (Zr-MOF), 并在超临界CO2-甲醇流体中将 Ru 负载于Zr-MOF上, 制备了 Ru@Zr-MOF 催化剂, 采用傅里叶变换红外光谱、X射线粉末衍射、透射电子显微镜、热重分析、N2 吸附-脱附、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体发射光谱对催化剂进行了表征, 研究了该催化剂在苯及其同系物加氢反应中的催化性能. 结果表明, Ru纳米金属颗粒均匀地分散在Zr-MOF载体上, 平均粒径约为2.3nm, 在苯及其同系物的加氢反应中表现出很高的催化活性和稳定性。