基于石墨烯基材料的非金属液相催化反应

摘要

本文简单评述了非金属石墨烯基材料在氧化、还原、酸碱等反应中的催化应用，并列出了一些典型的反应。众多此领域的研究者把主要精力和研究方向放在了石墨烯材料本身所带有的官能团上面，做出了丰富和深入的研究。但是石墨烯材料的含氧官能团的性质较为活泼，稳定性较差，含氧基团在温度稍高的条件下容易脱落。无论作为氧化还原催化剂还是酸碱催化剂，在多相催化体系中，其循环稳定性尚待提高，并且对于液相催化反应而言，催化剂的投料量一般较大。另一方面，石墨烯结构中具有独特的离域共扼电子体系，能与多种具有共扼π电子结构的有机物分子发生较强的π-π堆积作用。这种共扼堆积作用，在提高具有同样共扼结构的芳烃底物催化反应体系的选择性和转化率上具有极大的优势。这一点在现有的文献中报道还较少，研究还不够深入。目前己报道的文献中多数是计算模拟相关的工作，虽然有部分实验证据来证明π-π堆积作用对反应活性的影响，还需要更多的实验研究深入研究和理解这一现象。利用石墨烯骨架及其缺陷位作为催化活性中心，一方面可以降低催化剂的投料量，另一方面，由于骨架活性中心具有较高的稳定性，有利于催化剂的多次循环应用。