一个快速增长的研究领域：可回收磁性纳米催化剂

当今环境友好型的绿色化学越来越得到关注，由于环保要求全球包括国内都已在不断淘汰各类重环境污染工艺（包括用钯碳氢化还原工艺替代原先的铁粉锌粉工艺）。所以在绿色化学中如何设计对环境友好无毒害的金属催化剂的使用成为了关键。

法国波尔多大学从事磁性纳米催化剂研发的王东博士和其导师Didier Astruc教授，就对近年来这一领域的研究和发展趋势进行了概述和展望（Chem. Rev. 2014, 114, 6949−6985）。

磁性催化剂起源

当先驱们在选取具有磁性的金属离子试剂时发现，F3O4和F2O3本身具有很好的磁性和亚磁性，而且价格低廉。于是一个新的idea孕育而生，带磁性的催化剂简称为MNPs。

并且设计了如下的磁性纳米钯催化剂配体：（黑点代表F3O4磁极）

历史上的他们就这样成功的发表了文章？成功研制了具有市场潜力的试剂么？故事没有这么简单。

在实验不久他们就发现一个棘手的问题，磁性自聚！试剂的磁性端因为高表面能，磁性使得粒子间距小以及范德华力的存在团聚了，无法均匀分散在溶剂体系里。

直到日本的佐藤教授在一篇文献中Chem. Commun. 2006, 4718.发表谷胱甘肽包覆F3O4形成的支链才得以解决了催化剂的分散性问题。

磁性纳米催化剂的发展

根据成功的经验，醉心于纳米磁性催化剂的科学家们就此一发不可收拾的开发出了各种型号。

用于Heck反应的

用于Hiyama反应的

用于铜催化反应的

用于选择性氢化反应的

用于氧化反应的

用于芳环烷基化的

用于烯烃环氧化的

用于一锅法拼接反应的

用于聚合反应的

然后把这些如抽象派艺术的催化剂嵌入到附着板材中就可以反复使用，且得到了很高的反应转化率。

并且纳米性使得催化剂的比表面积最大化活性最大化，大多添加量都不需要超出1%。

磁性纳米催化剂的缺陷和未来发展展望

随着MNPs被广泛使用在研发领域，反应进一步多样化后，可回收性的缺陷问题就逐渐显现，14年以来很多文献报告如何将催化剂从反应体系中浸出是一个继续要深入研究的问题。 而嵌入材料的设计将成为今后几年磁性金属催化剂领域的重点。

可无论如何未来欧洲的工业化进程中，绿色化学环境友好可重复使用催化剂，已经成为欧洲化工领域的技术重点。

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr500134h

（作者：陈斌）