來源：科學(xué)網(wǎng)
發(fā)布時間：2022-08-08
中科院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點實驗室李燦院士研究團隊在光催化有機物溴化領(lǐng)域取得新進展。以HBr為溴源，團隊構(gòu)建了以有機-無機雜化鈣鈦礦材料為光催化劑的光催化溴化體系，在室溫常壓可見光照射下，實現(xiàn)芳烴溴化反應(yīng)，高效獲得芳香溴化物的同時聯(lián)產(chǎn)氫氣。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在我國主辦的國際刊物Chinese Journal of Catalysis（《催化學(xué)報》）上。
有機溴化物廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、香料、增塑劑、阻燃劑等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。傳統(tǒng)的溴化過程采用溴水或NBS等溴化試劑，副產(chǎn)大量污染物，不符合綠色化學(xué)合成的要求。因此，開發(fā)高效、溫和和原子經(jīng)濟性的溴化反應(yīng)是綠色化學(xué)合成追求的目標(biāo)。利用HBr作為溴化試劑的溴化脫氫反應(yīng)是理想的綠色溴化反應(yīng)，但通過常規(guī)催化技術(shù)在溫和條件下很難實現(xiàn)此反應(yīng)。光催化在原理上有望利用HBr實現(xiàn)此過程。然而由于大多數(shù)半導(dǎo)體光催化劑在強酸性的HBr環(huán)境中不穩(wěn)定，目前，光催化直接溴化反應(yīng)目前尚未見文獻報道。
研究團隊在前期工作中發(fā)現(xiàn)，有機-無機雜化鈣鈦礦甲基胺溴化鉛（MAPbBr3）可以在HBr中穩(wěn)定存在。本工作以MAPbBr3為光催化劑，HBr為溴源，實現(xiàn)芳香化合物的溴化反應(yīng)，同時產(chǎn)生氫氣。由于MAPbBr3在HBr飽和溶液中形成了溶解-析出動態(tài)平衡，可保持MAPbBr3在光催化過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。采用0.75wt%Pt/Ta2O5助催化劑和導(dǎo)電聚合物聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）分別作為電子和空穴傳輸層，有效促進光生電子和空穴的分離，從而顯示較高的光催化溴化反應(yīng)活性。
通過這種溫和、綠色且高效的管光催化溴化反應(yīng)，一系列芳香化合物均可轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的溴化物，具有普適性，并且可以用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然產(chǎn)物以及藥物的后期溴化功能化。
《催化學(xué)報》創(chuàng)刊于1980年，由中科院大連化學(xué)物理研究所和中國化學(xué)會共同主辦，是中國化學(xué)會催化學(xué)會會刊。近年來，編輯團隊致力于將《催化學(xué)報》搭建為催化領(lǐng)域的國際化、高質(zhì)量的學(xué)術(shù)平臺，首先從修煉內(nèi)功抓起、提升每篇文章質(zhì)量。為提升期刊水準(zhǔn)，主編及編委帶頭將計劃投稿到國際頂級化學(xué)期刊上的工作轉(zhuǎn)投到《催化學(xué)報》。除報道的這篇文章外，編委們還發(fā)表了單原子催化、CO2加氫制甲醇、酶復(fù)合催化劑原位合成新方法等催化前沿方向的具有原創(chuàng)性的工作。同時，《催化學(xué)報》不斷深化內(nèi)涵、及時追蹤國內(nèi)外學(xué)術(shù)發(fā)展動態(tài)、注意與國際催化領(lǐng)域權(quán)威刊物對標(biāo)，在世界范圍內(nèi)邀約高水平文章，嚴(yán)格審稿要求，提升國際同行的審稿比例和文章錄用標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立期刊學(xué)術(shù)規(guī)范?！洞呋瘜W(xué)報》不把提高刊物影響因子作為刊物發(fā)展的主要目標(biāo)，倡導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、重視研究工作的可靠性和重復(fù)性，并特別注意發(fā)表具有重要應(yīng)用背景的原創(chuàng)性催化基礎(chǔ)研究工作。例如2019年發(fā)表了浙江工業(yè)大學(xué)李瑛教授團隊超穩(wěn)低汞催化劑制備聚氯乙烯的原創(chuàng)性工作，該工作解決了工業(yè)上乙炔法合成氯乙烯利用氯化汞催化劑時存在的氯化汞易揮發(fā)問題，突破了自50年代以來大家對炭負載氯化汞催化劑的使用壽命取決于氯化汞負載量的錯誤認識，引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注和認可。文章發(fā)表后被國際知名的炭催化專家Philippe Serp教授在Chemical Reviews上發(fā)表的文章中作為重點文獻進行闡述，《中國科學(xué)報》等多家媒體做了專題報道。該成果被多家企業(yè)所關(guān)注，并在十幾家氯堿企業(yè)萬噸級裝置上實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
《催化學(xué)報》在國內(nèi)外催化學(xué)術(shù)界逐步形成特色，獲得了催化領(lǐng)域科技工作者的信賴和認可，也提升了我國催化研究人員在國產(chǎn)刊物發(fā)表文章的自信心，國內(nèi)許多高校和研究單位已將在《催化學(xué)報》發(fā)表的文章作為考評研究生的依據(jù)之一。近年來，期刊投稿數(shù)量、國際下載量和影響因子均顯著增長，在國際同類期刊中的排名不斷提升。SCI影響因子由2014年的1.96提升到現(xiàn)在的12.92，已經(jīng)接近國際催化領(lǐng)域權(quán)威刊物美國化學(xué)會的ACS Catalysis（13.7），在中科院期刊分區(qū)中居化學(xué)大類1區(qū)，被評為“中國最具國際影響力學(xué)術(shù)期刊”，入選“中國科技期刊卓越行動計劃”重點期刊。
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