新型磁性金屬有機骨架催化劑的制備及其Heck反應(yīng)性能研究.pdf

1、Heck反應(yīng)是一類由鹵代芳烴和含末端雙鍵化合物在催化作用下發(fā)生偶聯(lián)作用的反應(yīng)。早期Heck偶聯(lián)催化劑主要是Pd基均相催化劑,存在污染環(huán)境,分離困難等缺點,已逐漸被非均相金屬負載型催化劑所取代,載體通常是大比表面的碳材料、分子篩等多孔材料。為擴大載體比表面積,提高顆粒分散性,我們采用金屬-有機骨架材料ZIF-8作為載體,并將其原位合成在磁性微球上以進一步提升催化劑的回收能力。
　　我們采用分步合成的方法制備出具有三層核殼結(jié)構(gòu)的磁性復(fù)

2、合載體ZIF-8@SiO2@Fe3O4,隨后,通過浸漬-還原法將Pd納米顆粒以及Cu、Co等組分負載在載體上,合成得到三種典型催化劑:Pd/ZIF-8@SiO2@Fe3O4、PdCu/ZIF-8@SiO2@Fe3O4和PdCo/ZIF-8@SiO2@Fe3O4。我們對幾類催化劑進行XRD,SEM,TEM,FT-IR等表征獲取催化劑的結(jié)構(gòu)信息,并研究了催化劑在催化Heck反應(yīng)時,不同時間、不同溫度、不同負載條件、不同溶劑、不同堿等對其催化

3、能力的影響以及其重復(fù)使用性能。結(jié)果如下:
　　(1)單金屬Pd/ZIF-8@SiO2@Fe3O4催化劑在Pd負載量為1wt％、5mmol碘苯、7.5mmol丙烯酸丁酯、5mLDMF、10mmol三乙胺的條件下,120℃反應(yīng)2h碘苯轉(zhuǎn)化率達到98.53％,反式產(chǎn)物選擇性大于99％。材料可以重復(fù)使用3次。
　　(2)PdCu雙金屬催化劑在含有1wt％Pd的情況下,Cu的最佳負載量為3wt％。該催化劑在5mmol碘苯、7.5mmo

4、l丙烯酸丁酯、10mLDMF、6mmol三乙胺的條件下,120℃反應(yīng)1h碘苯轉(zhuǎn)化率達到99.34％,反式產(chǎn)物選擇性大于99％。材料可以重復(fù)使用5次。PdCo雙金屬催化劑在含有1wt％Pd的情況下,Co的最佳負載量為5wt％。該催化劑相同條件下,120℃反應(yīng)2h碘苯轉(zhuǎn)化率達到99.31％,反式產(chǎn)物選擇性大于99％。材料可以重復(fù)使用2次。經(jīng)過比較,1wt％Pd3wt％Cu/ZIF-8@SiO2@Fe3O4是最佳催化劑,具有最高的催化活性和最