本文關(guān)鍵詞： Pd@MOFs復(fù)合材料 選擇性催化 Suzuki-Miyaura cross-coupling反應(yīng) 回收再利用　出處：《遼寧大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：Suzuki-Miyaura cross-coupling反應(yīng)是目前在碳-碳偶聯(lián)反應(yīng)中一種十分重要的合成反應(yīng),其產(chǎn)物聯(lián)苯化合物由于特殊的物理化學(xué)特性目前在除草劑、藥物、液晶材料等多個領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。而對作為催化劑的鈀納米粒子及其載體的研究更是成為最近幾年對于Suzuki-Miyaura cross-coupling反應(yīng)的異相可回收催化劑研究的熱點(diǎn),但是這些負(fù)載在載體上的鈀納米粒子復(fù)合材料如Pd@Al2O3、Pd@SiO2等都很難在催化過程中體現(xiàn)出選擇性,所以研究出對于Suzuki-Miyaura cross-coupling反應(yīng)具有選擇性催化的鈀納米粒子復(fù)合材料就變得十分有意義。本論文根據(jù)已有的合成方法合成了MOF-5、ZIF-8、MIL-101等一系列MOFs材料,由采用等量浸漬法中的虹吸浸漬法以及液相硼氫化鈉的甲醇溶液作為還原劑還原的方法,成功將鈀納米粒子負(fù)載到了MOFs的孔洞當(dāng)中,制備了Pd@MOFs復(fù)合材料,利用X-射線粉末衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、熱重分析(TG)等表征手段,證明了鈀納米粒子成功負(fù)載入MOFs的孔洞當(dāng)中,且MOFs材料的晶體在整個負(fù)載過程中結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變。從一系列Pd@MOFs復(fù)合材料中選擇了孔洞窗口尺寸較大的Pd@MIL-101和孔洞窗口尺寸較小Pd@HKUST-1復(fù)合材料,用這兩種復(fù)合材料作為催化劑對鈴木進(jìn)行催化反應(yīng),選擇出了最佳的實驗條件,從兩種復(fù)合材料對催化反應(yīng)活性,可以看出在Pd@HKUST-1復(fù)合材料對鈴木反應(yīng)催化過程存在尺寸選擇效應(yīng),這是由于復(fù)合材料催化劑的MOFs骨架材料存在空間位阻,對一些產(chǎn)物尺寸較大的底物催化活性較差,對尺寸較小的底物催化活性較好,同時,Pd@MIL-101復(fù)合材料由于其孔洞足夠大,尺寸選擇效應(yīng)并不明顯,對于本實驗所涉及的催化反應(yīng)都有良好的催化活性。相比傳統(tǒng)的催化劑三苯基膦鈀和鈀納米粒子,本實驗所合成的催化劑具有更高的催化活性和更好的選擇性,在重復(fù)試驗中體現(xiàn)出良好的催化活性,使其具備出色的應(yīng)用前景。
[Abstract]:Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction is a very important synthetic reaction in carbon-carbon coupling reaction. Its product biphenyl compounds due to special physical and chemical properties are currently in herbicides, drugs. Liquid crystal materials and other fields have been widely used in many fields, and the study of palladium nanoparticles and their support as catalysts has become the most important research on Suzuki-Miyaura in recent years. The research focus of heterogeneous recyclable catalyst for cross-coupling reaction. However, the PD nanoparticles supported on the support, such as PD @ Al _ 2O _ 3 / PD _ 2O _ 3 / Sio _ 2, are difficult to exhibit selectivity in the catalytic process. So, for Suzuki-Miyaura, Palladium nanoparticles composites with selective catalysis in cross-coupling reaction have become very meaningful. In this thesis, MOF-5 was synthesized according to the existing synthesis methods. A series of MOFs materials, such as ZIF-8, MIL-101 and so on, are reduced by siphon impregnation and liquid phase sodium borohydride methanol solution. Palladium nanoparticles were successfully loaded into the pores of MOFs, and Pd@MOFs composites were prepared by X-ray powder diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM). Thermogravimetric analysis and other characterization methods proved that PD nanoparticles were successfully loaded into the pores of MOFs. The crystal structure of MOFs material has not changed during the whole loading process. From a series of Pd@MOFs composite materials, Pd@MIL-101 and pore window with larger pore window size are selected from a series of Pd@MOFs composites. Smaller Pd@HKUST-1 composite material. Using these two composite materials as catalyst for the catalytic reaction of Suzuki, the optimum experimental conditions were selected, and the catalytic activity of the two composite materials was obtained. It can be seen that the size selection effect exists in the catalytic process of Suzuki reaction by Pd@HKUST-1 composite material, which is due to the space steric resistance of the MOFs skeleton material of the composite catalyst. The catalytic activity of some substrates with larger product size is poor, and the catalytic activity of substrates with smaller size is better. Meanwhile, the Pd@ MIL-101 composite material is large enough because of its pore size. The size selection effect is not obvious and has good catalytic activity for the catalytic reaction involved in this experiment. Compared with the traditional catalyst triphenylphosphine palladium and palladium nanoparticles. The catalyst synthesized in this experiment has higher catalytic activity and better selectivity, and shows good catalytic activity in repeated experiments, which makes it have a good application prospect.
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

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本文編號：1454895