26228.mofs擔載pd催化劑的可控制備及其催化性能

1、博士學位論文MOFs擔載Pd催化劑的可控制備及其催化性能ControlledPreparationandCatalyticPropertiesofPdSupportedonMOFS作者姓名：韭明明學科、專業(yè)：物理絲堂學號：10907063指導(dǎo)教師：梁送漁完成日期：20141031大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學博士學位論文摘要金屬有機骨架化合物(MOFs)是由多齒有機配體和過渡金屬離子自組

2、裝而成的一種新型多孔晶體材料。MOFs材料擁有極大的比表面積和孔隙率、規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可調(diào)等特點。這些特點使其不僅在氣體儲存分離等領(lǐng)域有突出的表現(xiàn)，在多相催化領(lǐng)域同樣具有良好的應(yīng)用前景。本論文基于MOFs材料獨特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，探索了以這類材料作為載體制備負載型貴金屬催化劑的可行性，旨在采用簡單易行的金屬有機化學氣相沉積等制備方法，在溫和條件下控制制備應(yīng)用于SuzukiMiyaura偶聯(lián)、選擇性加氫等反應(yīng)的新型高效MOFs基催

3、化材料，并揭示催化性能和催化劑結(jié)構(gòu)性質(zhì)之間的聯(lián)系。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：(1)以室溫動態(tài)晶化法合成的MOF5為載體，強揮發(fā)性的金屬有機化合物Pd(C3H5)(C5H5)為前體，采用簡單易行的金屬有機化學氣相沉積法(MOCVD)在室溫下制備Pd@MOF5催化材料，揭示了Pd(C3H5)(C5H5)前體和MOF5之間的化學吸附作用。該催化劑在溴苯和苯硼酸的SuzukiMiyaura偶聯(lián)反應(yīng)中轉(zhuǎn)化率可達81％，但是反應(yīng)過程中MOF5的

4、晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致催化劑在循環(huán)實驗中催化活性明顯下降。采用化學穩(wěn)定性更好的MOFs材料能夠有效的解決這一問題。(2)采用溶劑熱法合成同樣具有微孔結(jié)構(gòu)，但是擁有更高化學穩(wěn)定性的ZIF8金屬有機骨架材料。以Pd(C3Hs)(C5H5)為前體，采用MOCVD法制備Pd@ZIF8材料。Pd金屬有機前體在室溫下可被H2還原并均勻分散于ZIF8載體上，鈀納米粒子尺寸約為15～3nm。該催化劑對多種鹵代芳烴與苯硼酸的SuzukiMiyaura偶聯(lián)

5、反應(yīng)都具有良好的催化活性和循環(huán)使用性能，催化劑的結(jié)構(gòu)在多次循環(huán)反應(yīng)之后依然保持完整。ZIF8優(yōu)良的化學穩(wěn)定性很好的解決了之前Pd@MOF5在SuzukiMiyaura偶聯(lián)反應(yīng)中循環(huán)使用性能不佳的問題。(3)以具有與MOFs類似有機基體的堿性陰離子交換樹脂IRA900為載體，優(yōu)化MOCVD方法制備Pd◎IRA900催化材料。該催化劑在水和乙醇的混合綠色溶劑中對多種鹵代芳烴與苯硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)均具有良好的催化活性，且多次循環(huán)使用之后催化活性沒