石墨烯基材料固載金屬配合物體系的構(gòu)建及其催化應(yīng)用研究.pdf

1、石墨烯作為碳納米材料家族的一顆新星，以其獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)和卓越的性質(zhì)引起了相關(guān)理論研究和應(yīng)用探索的熱潮。在非均相催化領(lǐng)域，石墨烯不僅可以通過功能化改性成為有效的非均相催化劑，在固載應(yīng)用方向更是展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，成為負(fù)載各類催化活性物質(zhì)理想的載體，尤其在金屬配合物固載方面具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)該研究領(lǐng)域的空白和不足，創(chuàng)新性地提出了一系列石墨烯載體固載金屬配合物的有效方案，制備出高效、可回收復(fù)用的配位催化劑，以構(gòu)建石墨烯基材料與非均

2、相配位催化的橋梁。
　　本研究首先探索了以石墨烯基材料為載體共價(jià)固載威爾金森催化劑[RhCl(PPh3)3]的新方法。利用硅烷化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了氧化石墨烯的氨基化改性，通過進(jìn)一步的軸向配位過程完成了威爾金森催化劑的固載，銠催化劑固載量可達(dá)0.42 mmol g–1。以環(huán)己烯加氫反應(yīng)為探針反應(yīng)，非均相催化劑展現(xiàn)出高效的催化性能，催化活性是均相威爾金森催化劑的數(shù)倍，同時(shí)具有優(yōu)異的回收和復(fù)用性能，重復(fù)使用5次活性未發(fā)生變化。
　　本研究

3、進(jìn)一步探討了固載配體對(duì)金屬配合物催化性質(zhì)的影響，利用共價(jià)固載方案將釕配合物[RuCl2(PPh3)3]固載于石墨烯載體上，由于固載配體對(duì)釕配合物的改性作用，制備的非均相催化劑具有催化烯烴和酮加氫的雙效催化性能，并且對(duì)烯烴加氫具有更高的活性和化學(xué)選擇性，非均相催化劑穩(wěn)定性和復(fù)用性能優(yōu)異，5次復(fù)用后催化活性沒有明顯的下降。
　　本研究將金屬配合物的制備與固載過程耦合，以氧化石墨烯為平面模板，通過“Graft from”的接枝形式在石墨

4、烯基底上生長(zhǎng)銅席夫堿配合物，建立了金屬配合物在石墨烯載體表面原位合成與固載的新方法。原位合成固載的催化劑對(duì)烯烴環(huán)氧化反應(yīng)具有高效催化作用，并且雙接枝的固載結(jié)構(gòu)使催化劑異常穩(wěn)定，催化劑回收復(fù)用12次活性基本不變，簡(jiǎn)捷而牢固的固載方案為石墨烯基非均相配位催化劑在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提供了研究基礎(chǔ)。
　　本研究利用一鍋硅烷化法對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行叔胺小分子和乙二胺配體雙功能修飾，通過進(jìn)一步原位合成鈀(二胺)配合物，構(gòu)建了基于石墨烯載體的鈀配合物