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研究生： 吳明賢
Ming-Shian Wu
論文名稱： Co(salen)錯合物和含鈷金屬孔洞異相觸媒的合成、鑑定及催化研究
Chemical fixation of carbon dioxide catalyzed by Co salen-type complexes and Co complexes via Iron phosphates and Y-Zeolite encapsulation in intraframework space
指導教授： 徐新光
Shin-Guang Shyu
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 化學學系
Department of Chemistry
畢業學年度： 93
語文別： 中文
論文頁數： 52
中文關鍵詞： 鈷金屬錯合物 、二氧化碳
外文關鍵詞： Co salen complexes, carbon dioxide
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    • 論文摘要
    本論文的研究有兩個主題，首先是均相金屬鈷觸媒Co-salen錯合物及異相觸媒Y-Z-Co和Fe4P5-Co兩種類型的含鈷金屬觸媒材料之製備。其二則是以此製備之觸媒材料進行Chemical Fixation of Carbon Dioxide此催化反應之研究探討。
    所謂salen，是指由醛類和酮類與第一級有機胺反應生成的亞氨類，其中具有以氮及氧原子當作配位原子的二負四芽鉗合配基(tetradentate dianionic ligand)。此種配基可以提供適當的配位環境來穩定中心金屬與配基之間的鍵結以及穩定金屬不同的氧化態。
    此類型Metal-salen觸媒進化催化，已經在近年來有機金屬及無機材料領域上被廣泛的研討。例如1990年E. N. Jacobsen以數種不同的Mn3+-salen錯合物為觸媒再室溫下進行環氧化反應，又或是以Co3+-salen錯合物為觸媒，進行環氧化物的不對稱開環反應。
    而本論文研究的目的自行製備的含鈷金屬之觸媒材料進行Chemical Fixation of Carbon Dioxide，同時藉著上述催化反應之結果去探討均相及異相含鈷金屬之觸媒材料的催化性質及優缺點。

    中文摘要 …………………………………………………………………… I 目錄……………………………………………………………… …………II 表目錄………………………………………………………………………III 圖目錄 ………………………………………………………………………VI 第一章 緒 論 …………………………………………………………… 1 1-1 觸媒簡介 …………………………………………………………… 1 1-2 salen簡介 …………………………………………………………… 4 1-3 本論文之研究目的…………………………………………………… 5 1-4 異相觸媒載體Fe4P5和Y-Zeolite之介紹 …………………………10 第二章 實 驗 ……………………………………………………………17 2-1 實驗藥品 ……………………………………………………………17 2-2 實驗儀器 ……………………………………………………………18 2-3 實驗氣體 ……………………………………………………………19 2-4 實驗步驟 ……………………………………………………………19 第三章 結果與討論 ………………………………………………………25 3-1 三種均相觸媒的鑑定…………………………………………………25 3-2 兩種異相觸媒的鑑定…………………………………………………26 3-3 催化反應………………………………………………………………27 第四章 結 論 ………………………………………………………………29 參考文獻 ……………………………………………………………………48 表目錄 表一、鈉陽離子在沸石上的分布 …………………………………………15 表二、Co-salen complexes的EA理論計算值 ……………………………30 表三、Co-salen complexes的EA實測值 …………………………………30 表四、Co-salen complexes的IR比較說明……………………………… 31 表五、兩種異相觸媒的金屬含量表 ………………………………………31 表六、Co-salen complexes之二氧化碳固定作用的催化結果 ………32 表七、Fe4P5-Co之二氧化碳固定作用的催化結果 ………………………33 表八、Ｙ-Zeolite-Co觸媒之二氧化碳固定作用的催化結果……………34 表九、二氧化碳固定作用的校正曲線 ……………………………………35 表十、鈷金屬的檢量線 ……………………………………………………35 圖目錄 圖一、參考 http://zebu.uoregon.edu/1999/ph161/l13.html ……… 6 圖二、Fe4P5基本架構圖 …………………………………………………12 圖三、Fe4P5 a b平面多面體圖 …………………………………………13 圖四、Fe4P5 a c平面多面體圖……………………………………………13 圖五、Fe4P5孔洞示意圖……………………………………………………14 圖六、A型沸石之結構………………………………………………………16 圖七、X及Y型沸石之結構 …………………………………………………16 圖八、Co-2C-salen結構式…………………………………………………36 圖九、Co-3C-salen結構式…………………………………………………36 圖十、Co-6R-salen結構式…………………………………………………37 圖十一、Fe4P5合成簡圖 …………………………………………………37 圖十二、高壓不銹鋼反應器裝置 …………………………………………38 圖十三、高壓不銹鋼反應器規格 …………………………………………38 圖十四、Fe4P5之Ｘ光繞射圖譜 …………………………………………39 圖十五、Fe4P5與Fe4P5-Co(II)之Ｘ光繞射圖譜比較……………………39 圖十六、Ｙ-Zeolite與Ｙ-Zeolite-Co(II)之Ｘ光繞射圖譜比較 ……40 圖十七、Robert L. Paddock 等人推測之反機構 ………………………40 圖十八、Fe4P5-Co(II)進行三次催化反應後之Ｘ光繞射圖譜 …………41 圖十九、Ｙ-Zeolite-Co(II)進行三次催化反應後之Ｘ光繞射圖譜……42 圖二十、2C-salen ligand的IR紅外光光譜圖 …………………………43 圖二十一、Co-2C-salen的IR紅外光光譜圖 ……………………………43 圖二十二、3C-salen ligand的IR紅外光光譜圖…………………………44 圖二十三、Co-3C-salen的IR紅外光光譜圖………………………………44 圖二十四、6R-salen ligand的IR紅外光光譜圖…………………………45 圖二十五、Co-6R-salen的IR紅外光光譜圖………………………………45 圖二十六、Ｙ-Zeolite-Co(II)之EDX圖譜 ………………………………46 圖二十七、催化反應後所得產物之1H-NMR圖譜 …………………………47

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