本文關(guān)鍵詞：含Pd金屬配體構(gòu)筑MOFs催化劑用于Suzuki催化

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【摘要】：金屬有機(jī)骨架(MOFs)是由金屬離子或金屬簇節(jié)點(diǎn)和有機(jī)配體通過配位鍵連接而成的新型多孔材料。MOFs材料具有高比表面積、孔隙率和結(jié)構(gòu)可控的特性,使得MOFs在硫化物氧化、C-C偶聯(lián)、烯烴氧化與還原等催化領(lǐng)域得到應(yīng)用。目前,通過有機(jī)配體引入活性中心,構(gòu)筑功能化MOFs材料,因可以有效催化底物分子而成為熱點(diǎn)研究課題之一。本論文利用異煙酸衍生物與Pd(Ⅱ)配位得到二羧酸含Pd金屬配體。利用含Pd金屬配體為連接體,通過溶劑熱法,改變溫度、時(shí)間、溶劑等反應(yīng)條件,使-COOH基團(tuán)與金屬離子配位,得到功能化MOFs材料—Pd(Ⅱ)/Zr-MOF和Pd(Ⅱ)/Cu-MOF。利用粉末X-射線衍射、掃描電子顯微鏡、X-射線光電子能譜、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜等一系列表征手段對(duì)所得到的MOFs材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)與形貌分析。根據(jù)表征結(jié)果,可知含Pd金屬配體的-COOH基團(tuán)與金屬離子發(fā)生配位,鈀金屬以+2價(jià)的形式存在于骨架,均勻分散于MOFs材料。鈀催化Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)是比較常見的金屬有機(jī)反應(yīng),并且是典型構(gòu)建C-C鍵的方法。但是,鈀催化劑回收困難,且因Pd(Ⅱ)活性位點(diǎn)低分散表現(xiàn)出低活性。本工作利用含Pd金屬配體作為構(gòu)筑單元,合成了鈀催化活性中心均勻分散的Pd(Ⅱ)/Zr-MOF材料。在Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)中,Pd(Ⅱ)/Zr-MOF具有高效的催化活性,產(chǎn)率99%。這是因?yàn)橛行Х稚⒌腜d(Ⅱ)作為催化活性中心,能夠活化進(jìn)入孔道的底物分子。
【關(guān)鍵詞】：MOFs 鈀催化劑 金屬配體 偶聯(lián)反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-28
• 1.1 金屬有機(jī)骨架材料(MOFs)的概述10-16
• 1.1.1 MOFs的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)10-13
• 1.1.2 MOFs的研究進(jìn)展13-16
• 1.2 MOFs材料的應(yīng)用16-23
• 1.2.1 氣體的儲(chǔ)存16-18
• 1.2.2 氣體的選擇性吸附和分離18-19
• 1.2.3 催化應(yīng)用19-22
• 1.2.4 光、電、磁性質(zhì)的應(yīng)用22-23
• 1.3 鈀催化的Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)23-24
• 1.4 鈀催化的Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)研究進(jìn)展24-26
• 1.5 課題的選擇依據(jù)與創(chuàng)新點(diǎn)26-28
• 第2章 含PD金屬配體的合成與表征28-37
• 2.1 引言28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器28-29
• 2.3 含Pd金屬配體的合成29-30
• 2.3.1 配體1的合成29
• 2.3.2 配體2的合成29-30
• 2.4 鈀配體的表征30-36
• 2.4.1 配體1的表征30-31
• 2.4.2 配體2的表征31-35
• 2.4.3 元素分析35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 含PD金屬配體構(gòu)筑MOFS的制備與表征37-57
• 3.1 引言37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)試劑與實(shí)驗(yàn)儀器37-38
• 3.3 Pd(Ⅱ)/Zr-MOF的制備38-40
• 3.3.1 原料的選擇38-39
• 3.3.2 合成方法的確定39
• 3.3.3 結(jié)果與討論39-40
• 3.4 Pd(Ⅱ)/Zr-MOF的表征40-45
• 3.4.1 PXRD圖與結(jié)構(gòu)分析40-41
• 3.4.2 形貌分析41
• 3.4.3 紅外光譜分析41-42
• 3.4.4 X射線光電能譜分析(XPS)42-43
• 3.4.5 掃描電子顯微鏡及EDX-mapping能譜分析43-45
• 3.4.6 熱穩(wěn)定性的分析45
• 3.4.7 感應(yīng)耦合等離子體(ICP)測試45
• 3.5 Pd(Ⅱ)/Cu-MOF的制備45-48
• 3.5.1 原料的選擇45-46
• 3.5.2 合成方法的確定46
• 3.5.3 合成條件研究46-48
• 3.6 Pd(Ⅱ)/Cu-MOF的表征48-55
• 3.6.1 Pd(Ⅱ)/Cu-MOF的XRD和結(jié)構(gòu)分析48-49
• 3.6.2 比表面積和微孔結(jié)構(gòu)分析49-50
• 3.6.3 形貌分析50-51
• 3.6.4 紅外光譜分析51
• 3.6.5 X射線光電能譜分析(XPS)51-52
• 3.6.6 掃描電子顯微鏡及EDX-mapping能譜分析52-54
• 3.6.7 熱穩(wěn)定性的分析54-55
• 3.6.8 感應(yīng)耦合等離子體(ICP)測試55
• 3.7 本章小結(jié)55-57
• 第4章 PD(Ⅱ)/ZR-MOF的催化性能研究57-66
• 4.1 引言57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分57-65
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和實(shí)驗(yàn)儀器57-58
• 4.2.2 反應(yīng)儀器條件58-59
• 4.2.3 Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)59-61
• 4.2.4 Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)的底物擴(kuò)展61-63
• 4.2.5 非均相催化63
• 4.2.6 循環(huán)性能63-65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66
• 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單72-73
• 致謝73

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