本文關鍵詞：固載型環(huán)金屬銥催化劑的制備及其在二氫吲哚脫氫中的應用

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【摘要】：環(huán)金屬銥配合物(iridicycles)是一類重要的貴金屬配合物催化劑,具有優(yōu)良的催化性能,目前已被廣泛用于多種均相催化反應體系。然而,與其他均相體系的配合物催化劑一樣,該配合物催化劑目前尚未被大規(guī)模使用�？赡艿脑蚴紫仍谟谫F金屬銥本身價格昂貴,更為重要的是,均相催化后難以實現(xiàn)環(huán)金屬銥配合物的回收以及再循環(huán)使用。上述兩方面因素導致貴重資源浪費,導致此類催化劑的綜合應用成本高。因此,探索并建立環(huán)金屬銥配合物的回收及循環(huán)再利用方法,對此類催化劑的研究及進一步應用具有重要意義。鑒于此,本論文以實現(xiàn)環(huán)金屬銥配合物的回收及其循環(huán)使用為根本研究目標,以金屬銥配合物的固載為研究思路,探索固載型環(huán)金屬銥催化劑的制備,并通過吲哚啉的催化脫氫模型反應評價所制備固載型銥催化劑的性能(催化穩(wěn)定性和活性等)。本論文的主要研究內容和結論簡述如下：(1)固載型環(huán)金屬銥催化劑的制備及表征。設計及合成了3種新型環(huán)金屬銥配合物并將其作為固載型銥催化劑(潛在的)活性組分；遴選多壁碳納米管(MWCNTs)作為催化劑載體,引入芘作為環(huán)金屬銥配合物的固載端(或錨定端),通過活性組分環(huán)金屬銥配合物的固載端芘與載體MWCNTs之間的π-π堆積作用,實現(xiàn)了將環(huán)金屬銥配合物固載到MWCNTs上,通過進一步探索及優(yōu)化MWCNTs的尺寸(外徑)、溶劑以及環(huán)金屬銥配合物固載量等因素,成功制備了固載型環(huán)金屬銥催化劑。采用核磁共振、熒光光譜及XPS等技術于段表征了催化劑結構、組成及活性組分含量。研究表明在催化劑制備中當溶劑為THF/H2O (VTHF:VH2O= 1:2),載體MWCNTs的外徑小于8 nm以及環(huán)金屬銥配合物的固載量為0.58 mmol·g~(-1)時,制備的固載型環(huán)金屬銥催化劑,有望具有好的催化活性和穩(wěn)定性,有望實現(xiàn)催化劑的有效回收及循環(huán)使用。(2)固載型環(huán)金屬銥催化劑的性能評價及應用。篩選吲哚啉的脫氫反應為模型,通過拓展底物來驗證所制備固載型環(huán)金屬銥催化劑的適用范圍；在優(yōu)化的條件下,通過對比固載型環(huán)金屬銥催化劑(非均相)與相應未固載環(huán)金屬銥配合物(均相)模型反應CDH結果,評價固載型環(huán)金屬銥催化劑的活性。探索了固載型環(huán)金屬銥催化劑的回收及循環(huán),采用熒光光譜以及ICP-MS方法測定回收及循環(huán)過程中催化劑活性中心(即環(huán)金屬銥配合物)的流失評價催化劑的穩(wěn)定性。結果表明固載型環(huán)金屬銥催化劑具有較為廣泛的底物范圍；在氬氣氛圍反應12h及催化劑固載量為0.29 mmol·g~(-1)時,所制備固載型環(huán)銥催化劑穩(wěn)定性良好,能夠順利回收及循環(huán)使用7次以上,模型反應產(chǎn)率從100%下降到90%左右,循環(huán)過程中催化劑活性組分單次反應流失量最大不超過3%,累計流失量不超過7%。本研究有望為環(huán)金屬銥配合物等的有效固載高效使用及其規(guī)�；瘧玫於ɡ碚摶A,并為當前均相催化體系中其他一些配合物催化劑的進一步研究及其在-些具有重要應用前景的催化體系中的應用提供參考。
【學位授予單位】：陜西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

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本文編號：1175647