近日,我院在化工领域顶级期刊AIChE Journal发表最新研究论文“Type III porous ionic liquids via lipophilicity differences for enhanced oxidation catalysis”。 江苏大学为该论文的第一完成单位,硕士生刘若禹为论文第一作者,朱文帅教授和吴沛文副教授为论文共同通讯作者。
该工作受Jarad等人基于固液两相的疏水性差异构筑的具有永久多孔结构和高气体溶解度的多孔水的启发,设计内表面具有亲水基团的多孔框架,并将其分散在含疏水基的ILs中,形成新型多孔离子液体(PILS-B)。离子液体由于具有疏水侧链,并不会进入亲水性多孔框架的孔隙中。SBA-15表面的硅羟基具有疏油性质,与ILs的油性相结合,可以诱导 PILS-B 的形成,有效克服了多孔离子液体的孔径限制。此外,选择了钼(Mo)作为中心金属,并基于Hume-Rothery规则筛选了合适的金属盐前驱体(如Co、Ni、Cu、Fe等)。这些金属离子在浸渍过程中进入SBA-15的孔道,并在煅烧过程中形成单原子级分散的HESAC催化剂,为PILS-B提高高效活性位点。

PILS-B在以氧气为氧化剂的柴油萃取耦合催化氧化脱硫(ECODS)体系中表现优异。实验证明在优化条件下,该催化体系可在4小时内对芳香族硫化物DBT实现 >99% 的脱硫效率,并可重复利用7次而活性没有明显下降。该研究创新性地提出了一种基于疏水性差异的新型PILs构建方法,突破了传统PILs对尺寸依赖性的限制。研究成果不仅有望推动油品脱硫技术的发展,还能为绿色氧化催化体系提供新的思路。未来,该催化体系或将应用于精细化学品合成等领域,进一步拓展PILs的实际应用场景。
研究成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金杰出青年基金、江苏省自然科学基金优秀青年基金和中国博士后基金面上项目等的资助。
文章链接:https://doi.org/10.1002/aic.18751