Zr-MOF Hollow Nanospheres Supported Ionic Liquid for CO2 Cycloaddition Reaction

doi:10.7503/cjcu20210221

Abstract

Abstract:

Hollow nanosphere Void@UiO-66-Ⅰ and bulk UiO-66-Ⅰ were designed and prepared by post- synthetic modification（PSM） technique. Such two Zr-MOFs functionalized by quaternary ammonium salt possessed acid-base active sites and hydrogen bond donors. A series of characterization results demonstrated that the two catalysts were successfully synthesized and could be used to catalyze the cycloaddition reaction of CO₂ and styrene oxide. Due to the quaternary ammonium salt of Void@UiO-66-Ⅰ with a large number of hydro-xyl groups and halogen anion， it could induce the epoxide ring-opening by hydrogen bond and nucleophilic attack of the iodide， promoting the reaction proceed smoothly. Moreover， the hollow structure of Void@UiO-66-Ⅰ was conducive to the mass transport. Therefore， it showed better catalytic performance than bulk UiO-66-Ⅰ catalyst for the reaction of CO₂ and styrene oxide cycloaddition. Under optimal reaction conditions（120 ℃， initial CO₂ pressure 1.2 MPa， 6 h）， without solvent and co-catalyst， the yield and selectivity of styrene carbonate（SC） were 85.5% and 95.2%， respectively.

Key words: UiO-66, Hollow nanospheres, Quaternary ammonium salt, Post-synthetic modification, CO₂ cycloaddition reaction

CLC Number:

O643

TrendMD:

LI Meiyan, CHEN Zijuan, WANG Shuhua, CHEN Chao. Zr-MOF Hollow Nanospheres Supported Ionic Liquid for CO₂ Cycloaddition Reaction[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(8): 2474.

Figures/Tables 9

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