本文關鍵詞：含Pd金屬配體構筑MOFs催化劑用于Suzuki催化

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【摘要】：金屬有機骨架(MOFs)是由金屬離子或金屬簇節(jié)點和有機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、孔隙率和結構可控的特性,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域得到應用。目前,通過有機配體引入活性中心,構筑功能化MOFs材料,因可以有效催化底物分子而成為熱點研究課題之一。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、時間、溶劑等反應條件,使-COOH基團與金屬離子配位,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、傅里葉轉換紅外光譜等一系列表征手段對所得到的MOFs材料進行結構與形貌分析。根據(jù)表征結果,可知含Pd金屬配體的-COOH基團與金屬離子發(fā)生配位,鈀金屬以+2價的形式存在于骨架,均勻分散于MOFs材料。鈀催化Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應是比較常見的金屬有機反應,并且是典型構建C-C鍵的方法。但是,鈀催化劑回收困難,且因Pd(Ⅱ)活性位點低分散表現(xiàn)出低活性。本工作利用含Pd金屬配體作為構筑單元,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)反應中,Pd(Ⅱ)/Zr-MOF具有高效的催化活性,產(chǎn)率99%。這是因為有效分散的Pd(Ⅱ)作為催化活性中心,能夠活化進入孔道的底物分子。
【關鍵詞】：MOFs 鈀催化劑 金屬配體 偶聯(lián)反應
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-28
• 1.1 金屬有機骨架材料(MOFs)的概述10-16
• 1.1.1 MOFs的結構特點10-13
• 1.1.2 MOFs的研究進展13-16
• 1.2 MOFs材料的應用16-23
• 1.2.1 氣體的儲存16-18
• 1.2.2 氣體的選擇性吸附和分離18-19
• 1.2.3 催化應用19-22
• 1.2.4 光、電、磁性質的應用22-23
• 1.3 鈀催化的Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應23-24
• 1.4 鈀催化的Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應研究進展24-26
• 1.5 課題的選擇依據(jù)與創(chuàng)新點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 實驗試劑與實驗儀器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36-37
• 第3章 含PD金屬配體構筑MOFS的制備與表征37-57
• 3.1 引言37
• 3.2 實驗試劑與實驗儀器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 結果與討論39-40
• 3.4 Pd(Ⅱ)/Zr-MOF的表征40-45
• 3.4.1 PXRD圖與結構分析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和結構分析48-49
• 3.6.2 比表面積和微孔結構分析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 感應耦合等離子體(ICP)測試55
• 3.7 本章小結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 實驗部分57-65
• 4.2.1 實驗試劑和實驗儀器57-58
• 4.2.2 反應儀器條件58-59
• 4.2.3 Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應59-61
• 4.2.4 Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應的底物擴展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65-66
• 結論66
• 展望66-67
• 參考文獻67-72
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單72-73
• 致謝73

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本文編號：746797