超细钴纳米粒子催化1-己烯低压氢甲酰化反应的原位红外光谱研究

doi:10.1016/S1872-2067(11)60504-4

催化学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (4): 781-788.DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60504-4

超细钴纳米粒子催化1-己烯低压氢甲酰化反应的原位红外光谱研究

王航, 蔡志鹏, 钟梦琦, 姚思宇, 寇元

北京大学化学与分子工程学院, 分子科学国家实验室, 绿色化学中心, 北京100871

收稿日期:2012-11-12 修回日期:2012-12-17 出版日期:2013-04-23 发布日期:2013-04-24
通讯作者: 寇元
基金资助:
国家自然科学基金(21176221); 国家重点基础研究发展计划(973计划, 2011CB201402).

In situ FTIR study of low-pressure hydroformylation of 1-hexene catalyzed by ultrafine cobalt nanoparticles

WANG Hang, CAI Zhipeng, ZHONG Mengqi, YAO Siyu, KOU Yuan

PKU Green Chemistry Center, Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China

Received:2012-11-12 Revised:2012-12-17 Online:2013-04-23 Published:2013-04-24
Supported by:
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (21176221) and the National Basic Research Program of China (973 Program, 2011CB201402).

摘要/Abstract

摘要：

利用原位透射红外光谱研究了2.8 nm超细钴纳米粒子在2~3 MPa合成气(CO:H₂= 1:1)和100^oC条件下催化的1-己烯氢甲酰化反应. 结果表明, 在反应中出现与Co₂(CO)₈类似的红外吸收峰(2071, 2041和2022 cm^-1), 被证明是不同Co位点端式吸附CO. 首次观测到了位于2054 cm^-1处吸收峰处的物种, 可能归属为RCH₂CH₂COCo. 通过此中间物种，产物醛可以在钴催化剂表面经由结合一个氢原子脱除反应而获得.

关键词: 钴纳米粒子, 氢甲酰化反应, 原位红外光谱, 汞中毒实验, 1-己烯

Abstract:

The hydroformylation of 1-hexene in syngas (CO:H₂ = 1) under 2-3 MPa at 100℃ was catalyzed using 2.8 nm ultrafine cobalt nanoparticles and investigated by in situ Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). A group of bands observed in the in situ FTIR spectra at 2071, 2041, and 2022 cm^-1 are assigned to terminal CO adsorptions distributed over different Co sites. A band at 2054 cm^-1 is attributed to the intermediate, RCH₂CH₂COCo, which has been observed for the first time. Through this intermediate, the catalytic reaction proceeds via the elimination of RCH₂CH₂COCo to leave a single H atom on the surface of each 2.8-nm Co nanoparticle.

Key words: Cobalt nanoparticles, Hydroformylation, In-situ infrared spectroscopy, Mercury poisoning test, 1-Hexene

王航, 蔡志鹏, 钟梦琦, 姚思宇, 寇元. 超细钴纳米粒子催化1-己烯低压氢甲酰化反应的原位红外光谱研究[J]. 催化学报, 2013, 34(4): 781-788.

WANG Hang, CAI Zhipeng, ZHONG Mengqi, YAO Siyu, KOU Yuan. In situ FTIR study of low-pressure hydroformylation of 1-hexene catalyzed by ultrafine cobalt nanoparticles[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2013, 34(4): 781-788.

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超细钴纳米粒子催化1-己烯低压氢甲酰化反应的原位红外光谱研究

In situ FTIR study of low-pressure hydroformylation of 1-hexene catalyzed by ultrafine cobalt nanoparticles

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