纳米材料与分子纳米技术杂志

介孔氧化镓催化 CO2、正丙醇和正辛胺合成正辛基氨基甲酸丙酯

贾维什克·沙阿、杰里米亚·奥尔特和玛丽亚·L·卡伦

背景：人们越来越有兴趣将二氧化碳视为一种资源和商业机会，而不是一种需要处理成本的废物。从二氧化碳中生产氨基甲酸酯等平台化学品的几个具体动机包括这种原料成本低或为零，以及有可能成为一种更经济有效的途径。然而，这条途径需要开发具有可调形态和纹理特性的材料，这些材料表现出比传统材料更强的催化性能、独特的结构和吸附特性。氧化镓可以合理地设计成结晶多孔材料，这种材料结合了非常理想的特性，例如受控的形态、均匀的微孔和高表面积，以及出色的化学和热稳定性。

方法：以介孔氧化镓为催化剂，正辛胺和正丙醛为反应物，在间歇反应器中进行合成，反应器内通入CO2，反应温度为200℃，反应时间为24h。

结果：测试了高表面积 γ-介观结构氧化镓作为从 CO2 合成氨基甲酸酯的催化剂。介观结构催化剂表现出约 69% 的高转化率，远高于非介观结构催化剂。回收催化剂后，γ-氧化镓相得以保留，催化活性仅略有下降。小孔径下氨基甲酸酯的选择性更高，这可以归因于直链氨基甲酸酯与支链尿素衍生物相比扩散增强。

结论：本研究结果表明，介孔结构氧化镓可成功用于从 CO2 合成氨基甲酸酯。与非介孔结构催化剂相比，介孔结构 γ-氧化镓的转化率较高，这可归因于其较高的表面积。