最新一种磁性钯复合催化剂及其制备方法和用图

将乐信息网 http://www.jianglexinxi.cn 2020-10-18 07:29 出处:网络
如下提供的最新一种磁性钯复合催化剂及其制备方法和用图,资深小编为您介绍下

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一种磁性钯复合催化剂及其制备方法和用图

[0001] 本发明涉及一种纳米贵金属催化剂,特别是涉及一种磁性可回收钯复合催化剂及 其制备方法与应用,属于材料科学中的贵金属催化剂技术领域。

[0002] 均相贵金属催化剂具有反应活性高、可控性强和催化选择性好等优势,在有机偶 联反应如Suzuki,Heck反应中有着广泛的应用,但是其存在难回收、易失活和易造成环境 污染等缺点,这是工业生产亟待解决的问题。使用非均相贵金属催化剂替代均相催化剂,实 现催化剂的回收虽然是一种可行的办法,但如何提高非均相催化剂的催化性能和回收效率 是其中的关键点。磁性纳米颗粒催化、分离技术是解决这一问题的有效途径。



[0003] 本发明主要解决的技术问题是提供一种磁性钯复合催化剂及其制备方法和用途, 解决了现有偶联反应中使用非均相催化剂时材料催化性能和回收效率低的技术问题。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种磁性钯复合催化 剂,所述磁性钮复合催化剂是以超顺磁性Fe 3O4OSiO2纳米微球作为载体,所述Fe 304郎;[02纳 米微球表面共价修饰负载氨基Pd(II)粒子,所述磁性钯复合催化剂的结构式为:

1. 一种磁性钮复合催化剂,其特征在于,所述磁性钮复合催化剂是W超顺磁性化304@ Si化纳米微球作为载体,所述化3〇4@Si化纳米微球表面共价修饰负载氨基Pd(II)粒子,所 述磁性钮复合催化剂的结构式为:
2. 根据权利要求1所述的磁性钮复合催化剂的制备方法,其特征在于,包括步骤为: (1)将化3〇4@Si〇2纳米微球与氨水和3-氨基丙基=己氧基硅烷反应得到修饰后的磁性配体 化3〇4@Si〇2@APTES ; (2)将所述化3〇4@Si〇2@APTES与醋酸钮或双己膳氯化钮反应得到磁性钮 复合催化剂。
3. 根据权利要求2所述的磁性钮复合催化剂的制备方法,其特征在于,所述化3〇4@Si〇2 纳米微球的制备包括步骤为;(〇W氯化亚铁、=氯化铁为原料,加碱和巧樣酸钢反应得到 化3〇4纳米颗粒固体;(2)将所述化3〇4纳米颗粒固体制成悬溶液后与四己氧基娃脂反应得 到化3〇4@Si〇2纳米微球。
4. 根据权利要求3所述的磁性钮复合催化剂的制备方法,其特征在于,所述化3〇4@Si〇2 纳米微球的制备具体步骤为;(1)惰性气体保护下,将氯化亚铁、立氯化铁和去离子水混合 加热至40 °C,滴加碱,保持此温度揽拌30分钟后升温,加入巧樣酸钢水溶液揽拌数小时, 停止反应,外加磁场分离,得黑色化3〇4颗粒,然后将所得黑色固体分散到一定体积己醇溶 液中制备成0. 1gmL-i的化3〇4悬浮液;(2)惰性气体保护下,取10血浓度为0.Ig血-1 化化己醇悬浮液中,加入总体积为60~120血的己醇和水作为溶剂、1~5血氨水,分散均 匀,加入1~10血四己氧基娃脂,室温揽拌1~12个小时,利用外加磁场分离,得到直径大小为 80~350nm的化3〇4@Si〇2纳米微球。
5. 根据权利要求3或4所述的磁性钮复合催化剂的制备方法,其特征在于,所述化3〇4@ Si〇2纳米微球的制备过程中,步骤(1)中所述碱为氨氧化钢、氨氧化钟、氨水、己醇钢中的一 种或多种,升温反应温度为80~120 °C,所述巧樣酸钢水溶液的质量浓度为15~25%,得到的 化3〇4固体颗粒直径大小为40~250皿,步骤(2)中加入的己醇和水的体积比为2 ;1。
6. 根据权利要求2所述的磁性钮复合催化剂的制备方法,其特征在于,所述磁性钮复 合催化剂的制备具体步骤为;(〇惰性气体保护下,向5mL0.IgmL4化3〇4@Si〇2己醇悬浮 液中加入无水己醇120 111以分散均匀,依次加入1~5mL氨水、0.1~2g3-氨基丙基S己氧 基硅烷反应24小时后得到修饰后的磁性配体化3〇4@SiA@APTES; (2)惰性气体保护下,向 0. 1~1g化3〇4@SiA@APTES中依次加入5~50mg醋酸钮或双己膳氯化、反应溶剂,分散均匀 后室温反应4小时,利用外加磁场,使得磁性材料与溶剂分离得到磁性钮复合催化剂。
7. 根据权利要求6所述的磁性钮复合催化剂的制备方法,其特征在于,制备所述磁性 钮复合催化剂的步骤(2)中,所述溶剂为己醇、四氨快喃、甲苯、DMF、己膳、水中的一种或多 种。
8. 根据权利要求1所述的磁性钮复合催化剂的用途,其特征在于,所述磁性钮复合催 化剂应用于Suzuki反应中,所述Suzuki反应的底物为面代芳姪和棚酸,所述磁性钮复合催 化剂的摩尔比是所述面代芳姪的0.OP/c^l%。
9. 根据权利要求8所述的磁性钮复合催化剂的用途,其特征在于,所述面代芳姪为缺 电子面代芳姪或富电子面代芳姪,所述缺电子面代芳姪为对硝基漠苯、邻硝基漠苯、2,4, 二硝基漠苯、对己酷基漠苯、对氯基漠苯、对=氣甲基漠苯、对氣漠苯、对氯漠苯、对硝基氯 苯、邻硝基氯苯、2,4-二硝基氯苯、对己酷基氯苯、对氯基氯苯、对立氣甲基氯苯、对氣氯苯、 1,4-二氯苯,所述富电子面代芳姪为舰苯、对甲舰苯、对己基漠苯、对甲基漠苯、漠苯、对异 丙基漠苯、对甲基氯苯、氯苯、对异丙基氯苯,所述棚酸为缺电子苯棚酸或富电子苯棚酸,所 述缺电子苯棚酸为对氯基苯棚酸或对氯苯棚酸,所述富电子苯棚酸为对甲基苯棚酸、对甲 氧基苯棚酸或苯棚酸。
10. 根据权利要求8所述的磁性钮复合催化剂的用途,其特征在于,所述Suzuki反应中 所用溶剂为己醇和水的混合溶剂或N,N-二甲基甲酯胺,所述Suzuki反应中所用碱为M2CO3 或/和M3PO4,其中M为Li、化、K、Cs中一种或多种,所述Suz址i反应中所用相转移催化剂 为R4NX季锭盐,其中R为H、Ci-Ci8中一种或多种,X为Cl,Br,I中一种或多种,所述Suzuki 反应的反应温度为60-130°C。
本发明公开了一种磁性钯复合催化剂及其制备方法和用途,所述磁性钯复合催化剂以超顺磁性的Fe3O4SiO2微球为载体,表面共价修饰负载氨基Pd(II)粒子,是通过依次制备Fe3O4纳米颗粒、核壳结构磁性纳米微球Fe3O4SiO2、Fe3O4SiO2固载型氨基配体后得到。本发明的磁性氨基钯复合催化剂能应用于Suzuki反应中,无论是对于具有供电子基还是吸电子基的卤苯都能达接近等量的转化,催化剂连续使用5次,催化活性没有明显下降,其原因是活性组分固载量没有明显的下降。
C07C43-225, B01J31-28, C07C255-54, C07C22-08, C07C49-84, C07C17-263, C07C205-11, C07C49-813, C07C255-50, C07C41-30, C07C25-18, B01J31-30, C07B37-00, C07C1-32, C07C43-205, C07C253-30, C07C49-784, C07C205-35, C07C205-06, C07C45-68, C07C15-14, C07C201-12
CN104785301
CN201510110496
魏开举, 崔杨, 任明秀
苏州至善化学有限公司
2015年7月22日
2015年3月13日

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