固體堿性催化劑材料的應用

伍浩鵬

摘 要：使用固體催化劑能夠有效避免可溶解性的催化劑導致的麻煩，能夠較容易地分立產物和反應物并且不對環境造成破壞，固體酸堿性催化劑的應用尤為廣泛，其中固體堿性催化劑的優勢是其它固體或者液體催化劑所無法比的，固體堿性催化劑能夠有效分立催化劑和溶劑，更重要的是不具有腐蝕性，但是有關專家對其研究甚少，筆者在這里探討固體堿性催化劑材料的應用。

關鍵詞：固體；堿性催化劑；材料；應用

目前，受到環境保護主題的影響，工業生產中如何有效保護環境成為熱點問題，環境友好催化劑也就越來越受到關注。固體堿性催化劑有著高活性、反應條件低、易于分離產物及保護環境的優勢，逐漸發展成為未來的環境友好型催化劑。大量的研究實踐證明，很多化學反應都需要在堿性的環境下開展，特別對于精細化工等方面，人們對固體堿性催化劑的熱情逐漸被點燃，對固體堿性催化劑的研究及應用，本文主要探討一下幾個方面。

1 KF型固體堿

KF型固體堿的研究比較早，通常其制成方法是把KF分散在各種各樣的載體上例如像NaY沸石，、等等。實際上在1986年Ando等人就早就使用KF作為催化劑開展了苯酚鄰甲酞化實驗。Villemin等人也開始使用作為催化劑，在在氧化劑碘存在

下用烯烴和活潑亞甲基化合物反應合成了環丙烷衍生物。他們這一實驗都給藥物活性的環丙烷基二麟酸四乙醋的合成打下了基礎。通過使用催化劑苯甲醛和丙二酸的反應觀察發現，最終實驗產物對象的收率很高，不同于之前使用的機堿，固體堿性催化劑省去了酸洗、水洗及干燥等步驟，操作方便，并且能夠有效和產物對象分離開，避免了廢棄堿液的排放。固體堿性催化劑可以被重復使用達到八次，穩定性好，是比較受歡迎的能夠起到保護環境的催化劑。

之后，龔成斌等研究者針對以N為載體的新種類的固體堿也開展了探究，并且發現，這種新型的固體堿的堿性強度是9.3-15之間的時候和經常被使用的固體堿有同樣的催化強度。但是通過進行金屬鈉或者苯基鈉的實驗也可以制成有同樣堿性強度的達到27以上的固體超強堿。同樣在進行縮合反應的時候，其催化性能也很好，這一新領域值得學者們繼續探討。

2 含磷型固體堿

含磷型的固體堿使用比較少，屬于新興的，一般情況下，磷的存在形態是無機機態的就像、等等。當然，也有以有機磷為基礎形式存在的。例如，曹勝利等人之前使用作為堿，有效催化了亞甲基化合物和鹵代烷并得到了烷基化反應，此外，他們為了能夠觀察無水磷酸鉀使用為固體堿的情況，學者們使用鹵代烷，在特定的溫度條件下，使用乙睛作為溶劑，觀察反應。最終的實驗結果顯示，丙二酸二乙醋和乙酞乙酸乙酷在上面的實驗過程中，能夠可以和溴代烷以及伯溴代烷有效反應，獲得良好的收率。此外，金屬磷的酸堿類催化劑具有各種各樣的形態，其催化功能也有很多，既可以使用為酸性的催化劑也可以用作堿性的催化劑。

曾仁權等研究人員第一次使用二甲胺乙基麟酸與氯化鋇的有效反應，最后制成二甲胺乙基麟酸鋇，運用NaOH這一溶液對其進行處理，最后得到了固體堿，通過測試，固體堿的堿強度是9.3-15之間，類似于使用同樣方法測試的的堿性的強度。使用固體堿用作催化劑的方法，在表面上堿性強弱程度是同樣的，因此，能夠為更好地處理樣品對象提供方法。

目前雖然我們已經具備了表征堿性位的方式，但是有時候也不能完全滿足要求，需要新的活性位被揭示出來，以此促進固體堿性催化劑的進一步研究。毋庸置疑，針對催化劑表面活性位和反映機制的相關的理論的計算對研究固體堿性催化劑有幫助，量子化學計算能夠有效證明實驗現象，對固體堿性催化劑的有價值研究起到推動作用，但是理論計算畢竟存在限制，需要大量的實例研究。

此外，還可以進一步研究如何將固體堿性催化劑運用在新的反應體系中，例如，可以尋找只需要使用均像堿性催化劑的催化反應，根據目前催化機制原理，應該有更多的類似的有機反應，能夠為固體催化劑的運用提供大量數據基礎。

3 結語

受到清潔生產及環保的響應，固體催化劑在工業中的運用逐漸成為趨勢，既可以運用在分子縮合反應中也可以運用在石油中用來脫出其中的硫醇。但是，目前有一個問題就是固體活性堿可能被二氧化碳等混合產生毒氣，需要加強其在空氣的中穩定性，避免產生有害物質。因此，探索有機磷酸鹽固體鹽是克服這一問題的方向。此外，由于很多化學運用都需要在超強堿的環境下進行，所以需要對此加強研究，創造更大的經濟效益。

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