Page 109 - 《精细化工》2021年第6期

第 38 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.38, No.6
202 1 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2021

催化与分离提纯技术
Co—N—C 催化剂的构筑及其在

亚砜催化氢化中的应用

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万梓玉 ，柯友斌 ，王博威 1,2,3,4* ，郜瑞潇 ，张 丹 ，李 阳 1,2,3,4*
（1. 天津大学 化工学院，天津 300350；2. 天津化学化工协同创新中心，天津 300072；3. 天津市功能
精细化学品技术工程中心，天津 300350；4. 天津大学 浙江绍兴研究院，浙江 绍兴 312300；5. 宿迁
市振兴化工有限公司，江苏 宿迁 223800）

摘要：利用 N-乙酰-L-丙氨酸修饰改性的壳聚糖作为有机含氮配体，与钴离子配位形成前驱体，随后在不同温度
下热解制备得到一系列的 Co—N—C 型催化剂（Co/CNAA-θ，其中 θ=700、800、900、1000 ℃）。通过 FTIR、
TEM、XRD、ICP 和 XPS 等表征手段，研究了热解温度对所制备的 Co/CNAA-θ 催化剂的形貌、结构、组成的
影响，认为 Co—N 位点是催化活性中心，并评价了 Co/CNAA-θ 催化剂在甲基苯基亚砜催化氢化反应中的活性，
探究了热处理温度对催化剂催化氢化性能的影响。其中，Co/CNAA-900 在 140 ℃、3 MPa 氢压下反应 11 h 表现
出最佳的催化活性，甲基苯基亚砜转化率达到 97.2%，甲基苯基硫醚选择性 100%。
关键词：催化氢化；Co—N 位点；亚砜；氮掺杂多孔碳；催化技术
中图分类号：O643.32；TQ426 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 06-1171-07

Construction of Co—N—C catalyst and its application
in the catalytic hydrogenation of sulfoxide

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WAN Ziyu , KE Youbin , WANG Bowei 1,2,3,4* , GAO Ruixiao , ZHANG Dan , LI Yang 1,2,3,4*
（1. School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300350, China; 2. Tianjin Chemical
Industry Collaborative Innovation Center, Tianjin 300072, China; 3. Tianjin Functional Fine Chemical Technology
Engineering Center, Tianjin 300350, China; 4. Zhejiang Shaoxing Research Institute, Tianjin University, Shaoxing
312300, Zhejiang, China; 5. Suqian Zhenxing Chemical Co., Ltd., Suqian 223800, Jiangsu, China）
Abstract: A precursor was formed by coordination from N-acetyl-L-alanine modified chitosan as organic
nitrogen-containing ligand with cobalt ion. Then, a series of Co—N—C catalysts (Co/CNAA-θ, θ=700, 800,
900 and 1000 ℃) were prepared via pyrolysis of the precursor at different temperatures. The effect of
pyrolysis temperature on the morphology, structure and composition of Co/CNAA-θ were investigated by
FTIR, TEM, XRD, ICP and XPS. It was found that the Co—N sites were the catalytic activity centers. The
prepared Co/CNAA-θ catalysts were applied in hydrogenation of methyl phenyl sulfoxide, and the effect of
pyrolysis temperature on the catalytic hydrogenation performance of the catalyst was explored. The results
showed that Co/CNAA-900 exhibited the best catalytic activity at 140 ℃, 3 MPa hydrogen pressure for
11 h. The conversion rate of methyl phenyl sulfone reached 97.2% and the selectivity of methyl phenyl
sulfide was 100%.
Key words: catalytic hydrogenation; Co—N sites; sulfoxide; N-doped porous carbon;catalysis technology

[3]
亚砜经过催化还原生成相应硫化物是有机合成 催化剂来催化此类反应的进行 ，但是贵金属昂贵
中重要的反应 [1-2] 。在之前的报道中，多使用贵金属 的价格在一定程度上限制了亚砜催化还原反应的发

收稿日期：2020-11-10; 定用日期：2021-01-22; DOI: 10.13550/j.jxhg.20201045
基金项目：国家自然科学基金（21808161，21978208）；中国博士后科学基金（2020T130465）
作者简介：万梓玉（1996—），女，硕士生，E-mail：wzy0531@tju.edu.cn。联系人：王博威（1986—），男，讲师，E-mail：bwwang@tju.edu.cn；
李 阳（1968—），男，副教授，E-mail：liyang777@tju.edu.cn。