本文關(guān)鍵詞：一種新型磁性可回收的“三唑環(huán)—過渡金屬”催化劑的設(shè)計(jì)及性能研究

  更多相關(guān)文章： 三唑環(huán) 過渡金屬納米粒子 4-硝基苯酚 Suzuki-Miyaura反應(yīng) 催化活性 回收利用

【摘要】：本文以4-疊氮苯甲酸和炔基化的聚乙二醇單甲醚(m PEG-alkyne)為原料,通過“點(diǎn)擊化學(xué)”反應(yīng)設(shè)計(jì)制備得到一種一端含有羧基,另一端又含有m PEG鏈的三唑環(huán)穩(wěn)定劑(Trz)。一方面,利用甲酸根與Fe3O4納米粒子表面較強(qiáng)的配位能力,通過配體交換反應(yīng)對(duì)油溶性的Fe3O4納米粒子表面改性,同時(shí)由于m PEG良好的水溶性可使改性后的Fe3O4-Trz納米粒子也具有很好的水溶性;另一方面,由于三唑環(huán)與過渡金屬Au和Pd納米粒子之間良好的配位作用,在Fe3O4-Trz納米粒子的表面且在還原劑硼氫化鈉的作用下,原位還原相應(yīng)的過渡金屬前驅(qū)體可得到一種新型磁性可回收的“三唑環(huán)-過渡金屬”復(fù)合納米結(jié)構(gòu)催化劑(Fe3O4-Trz-Au/Pd)。采用核磁共振波譜(NMR)、透射電子顯微鏡(TEM)、能量色散X射線光譜分析(EDX)、紫外可見分光光度計(jì)(UV)等表征手段確定了Trz與Fe3O4-Trz-Au/Pd粒子的結(jié)構(gòu)組成、尺寸大小與形貌分布。分析表明:該催化劑水溶性良好,粒徑均一,平均粒徑為5nm,形貌規(guī)則呈球形分散,金屬納米粒子均勻分布在Fe3O4-Trz納米粒子表面。粒子分散性良好,團(tuán)聚現(xiàn)象較弱且隨m PEG分子量的改變而變化。進(jìn)一步研究了該磁性復(fù)合納米結(jié)構(gòu)催化劑對(duì)4-硝基苯酚(4-NP)的還原反應(yīng)和Suzuki-Miyaura反應(yīng)的催化性能。實(shí)驗(yàn)研究表明:Fe3O4-Trz-Au/Pd對(duì)4-NP的還原具備良好的催化活性。其中,過渡金屬Pd的催化活性比Au的催化活性強(qiáng)。隨著催化劑用量的降低其催化活性降低,且金屬納米粒子在Fe3O4-Trz表面的負(fù)載量、m PEG的分子量對(duì)其催化活性也有明顯的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出Au和Pd納米粒子的負(fù)載量分別為0.7wt%和1.4wt%時(shí),m PEG的分子量為500時(shí),催化劑的催化活性最佳;Fe3O4-Trz-Pd對(duì)Suzuki-Miyaura反應(yīng)具有較好的痕量催化效果,當(dāng)催化劑用量低至0.0001mmol%(1ppm)時(shí)仍具有一定的催化活性;此外,由于該催化劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可通過外加磁場(chǎng)在上述反應(yīng)過程中對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單快速回收,循環(huán)利用6次后,其催化活性無顯著下降。而且當(dāng)m PEG的分子量為500時(shí),在催化劑的回收利用過程中對(duì)其催化活性的影響最小。
【關(guān)鍵詞】：三唑環(huán) 過渡金屬納米粒子 4-硝基苯酚 Suzuki-Miyaura反應(yīng) 催化活性 回收利用
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(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4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-28
• 1.1 過渡金屬納米粒子概述9-21
• 1.1.1 過渡金屬納米粒子基本概念9
• 1.1.2 過渡金屬納米粒子性質(zhì)簡(jiǎn)介9-12
• 1.1.3 過渡金屬納米粒子的制備方法12-18
• 1.1.4 過渡金屬納米粒子的催化性能18-21
• 1.2 Fe_3O_4納米粒子概述21-27
• 1.2.1 Fe_3O_4納米粒子的性質(zhì)21-23
• 1.2.2 Fe_3O_4納米粒子的制備方法23-24
• 1.2.3 Fe_3O_4納米粒子的應(yīng)用24-25
• 1.2.4 Fe_3O_4納米粒子的功能化25-27
• 1.3 本課題選題意義和主要研究?jī)?nèi)容27-28
• 1.3.1 本課題選題意義27
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容27-28
• 2 磁性“三唑環(huán)-過渡金屬”納米催化劑的設(shè)計(jì)與表征28-46
• 2.1 引言28-29
• 2.2 水溶性三唑環(huán)穩(wěn)定劑的設(shè)計(jì)29-30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)部分30-36
• 2.3.1 主要藥品及儀器30-32
• 2.3.2 水溶性三唑環(huán)穩(wěn)定劑的制備32
• 2.3.3 Fe_3O_4納米粒子的制備與改性32-33
• 2.3.4 Fe_3O_4-Trz-過渡金屬納米催化劑的制備33-35
• 2.3.5 表征方法和儀器35-36
• 2.4 結(jié)果與討論36-44
• 2.4.1 三唑環(huán)穩(wěn)定劑的~1HNMR分析36-40
• 2.4.2 Fe_3O_4納米粒子的TEM分析40-41
• 2.4.3 Fe_3O_4表面的三唑環(huán)配位分子數(shù)模擬計(jì)算41-42
• 2.4.4 Fe_3O_4-Trz-過渡金屬納米催化劑的TEM分析42-43
• 2.4.5 Fe_3O_4-Trz-過渡金屬納米催化劑的EDX能譜分析43-44
• 2.4.6 Fe_3O_4-Trz-過渡金屬納米催化劑的UV分析44
• 2.5 本章小結(jié)44-46
• 3 磁性“三唑環(huán)-過渡金屬”納米催化劑的性能研究46-72
• 3.1 引言46-47
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分47-52
• 3.2.1 主要藥品及儀器47-48
• 3.2.2 Fe_3O_4-Trz-過渡金屬納米催化劑催化 4-NP還原反應(yīng)48-50
• 3.2.3 Fe_3O_4-Trz-Pd催化Suzuki-Miyaura反應(yīng)50-51
• 3.2.4 表征方法和儀器51-52
• 3.3 結(jié)果與討論52-71
• 3.3.1 Fe_3O_4-Trz-Au對(duì) 4-NP還原催化活性的影響52-56
• 3.3.2 Fe_3O_4-Trz-Pd對(duì) 4-NP還原催化活性的影響56-59
• 3.3.3 mPEG的分子量對(duì) 4-NP還原催化活性的影響59-61
• 3.3.4 Fe_3O_4-Trz-Pd對(duì)suzuki-Miyaura反應(yīng)催化活性的影響61-64
• 3.3.5 suzuki-Miyaura反應(yīng)產(chǎn)物的1HNMR分析64-67
• 3.3.6 Fe_3O_4-Trz-過渡金屬納米催化劑的回收利用67-69
• 3.3.7 mPEG的分子量對(duì)催化劑回收利用的影響69-71
• 3.4 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻(xiàn)74-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果82

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 龔惠娟,陳澤智;車用尾氣催化劑催化特性的模擬[J];計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué);2000年05期

2 陳澤智,陶建幸,龔惠娟;車用尾氣催化劑工作性能的模擬與分析方法[J];計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué);2001年Z1期

3 王嵩;毛東森;吳貴升;郭曉明;盧冠忠;;銅/氧化鋯催化劑的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2008年06期

4 趙海;張德祥;高晉生;;稀土摻雜鐵錳脫硝催化劑的制備及其性能研究[J];煤炭轉(zhuǎn)化;2011年04期

5 ;輕油制氫燒結(jié)型催化劑降低煅燒溫度和催化劑中鎳含量初步研究[J];勝利石油化工;1976年03期

6 秦永寧;烴類水蒸汽轉(zhuǎn)化制氫催化劑初步設(shè)計(jì)[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);1978年02期

7 南化公司研究院二室釩催化劑組;美國(guó)進(jìn)口硫酸釩催化劑剖析報(bào)告[J];硫酸工業(yè);1979年02期

8 劉金香;高秀英;;熱重法用于天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑的篩選和還原條件的考察[J];石油化工;1980年07期

9 楊孔章;劉傳樸;;氫氣脈沖色譜法測(cè)定催化劑中鎳表面積[J];石油化工;1980年10期

10 李樹本;;多組份鉬酸鹽催化劑丙烯氨氧化性能的研究[J];石油化工;1981年07期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李文鵬;徐顯明;郁向民;李方偉;裴皓天;李影輝;;天然氣二段蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑的分析表征[A];第四屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2007年

2 汪國(guó)軍;吳糧華;陳欣;謝在庫(kù);;丙烯腈新型催化劑研制[A];第十三屆全國(guó)催化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

3 鄭俊嫻;王遠(yuǎn)洋;;相催化劑微粒聚集分維特征的模擬研究[A];第七屆全國(guó)催化劑制備科學(xué)與技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

4 周曉奇;李速延;;變換催化劑的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[A];第2屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2005年

5 張鴻喜;吳君璧;宋美婷;李海濤;亢麗娜;趙永祥;;水熱條件下Ni/La_2O_3-SiO_2-Al_2O_3催化劑結(jié)構(gòu)演變[A];第十屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2013年

6 歐陽(yáng)平;姚金華;陳國(guó)需;李華峰;;摩擦催化反應(yīng)中機(jī)械摩擦作用對(duì)催化劑的影響[A];第四屆全國(guó)工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會(huì)論文集[C];2007年

7 劉智;黃海兵;張新莉;甄洪鵬;義建軍;黃啟谷;楊萬泰;張明革;高克京;李紅明;;高活性TiCl_4/SiO_2/AlEt_3催化劑淤漿聚合制備寬峰分布聚乙烯[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 楊述芳;陶若虹;徐樹元;任宏俊;;催化劑的壁厚設(shè)計(jì)與壽命管理[A];2012中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第三卷）[C];2012年

9 韓哲;張冬菊;李國(guó)平;武劍;劉成卜;;Ziegler-Natta催化劑下α-烯烴聚合反應(yīng)中若干問題的理論研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第九屆全國(guó)量子化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨慶祝徐光憲教授從教六十年論文摘要集[C];2005年

10 洪景萍;;山梨醇和釕助劑添加對(duì)二氧化硅擔(dān)載鈷基催化劑結(jié)構(gòu)及其費(fèi)托合成性能影響的原位表征研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第1分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 覃澤文;催化劑助氫氣輕松儲(chǔ)存[N];中國(guó)能源報(bào);2009年

2 仇國(guó)賢;原位晶化催化劑降物耗能耗[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

3 特約記者 張曉君　蕭兵;科技創(chuàng)新降低能耗提高效率[N];中國(guó)石油報(bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周功兵;液相苯部分加氫制環(huán)己烯新型釕催化劑的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

2 劉洋;基于POC和SCR技術(shù)降低車用柴油機(jī)顆粒物和氮氧化物排放的研究[D];山東大學(xué);2015年

3 伍士國(guó);基于CTAB輔助制備的FeMnTiO_x催化劑NH_3-SCR脫硝的性能研究[D];南京大學(xué);2015年

4 曹朋;丁腈橡膠溶液加氫催化劑的制備及活性研究[D];北京化工大學(xué);2015年

5 王芬芬;纖維素催化轉(zhuǎn)化制備乳酸[D];陜西師范大學(xué);2015年

6 王秋麟;鈦基催化劑催化降解氯苯和二VA英的基礎(chǔ)研究[D];浙江大學(xué);2015年

7 郭躍萍;電沉積制備非晶態(tài)Co基薄膜催化劑硼氫化鈉制氫研究[D];蘭州大學(xué);2013年

8 湯常金;固相法制備金屬氧化物催化材料及其消除CO、NO性能研究[D];南京大學(xué);2011年

9 孫傳智;TiO_2基催化劑的制備、表征及其在環(huán)境催化中應(yīng)用的基礎(chǔ)研究[D];南京大學(xué);2011年

10 杜瑋辰;負(fù)載型加氫金屬催化劑的制備及其應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2016年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 段志敏;甲烷二氧化碳重整反應(yīng)鎳基和鈷基催化劑的制備及性能研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

2 馬茹瑰;CO_2加氫合成甲醇Cu-ZnO-ZrO_2催化劑的制備與性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 何貞泉;Cu/γ-Al_2O_3催化劑對(duì)HCN的催化水解性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 陳新怡;超臨界甲醇中纖維素半纖維素催化轉(zhuǎn)移加氫液化研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 陳雅;M41S及SBA-15介孔分子篩固載硅鎢酸催化劑的制備表征及催化性能研究[D];鄭州大學(xué);2015年

6 李博;過渡金屬?gòu)?fù)合物催化劑催化二氧化碳加氫反應(yīng)的研究[D];蘭州大學(xué);2015年

7 邢婉貞;硅烷偶聯(lián)劑改性硅膠催化雙氧水的Baeyer-Villiger反應(yīng)研究[D];南京理工大學(xué);2015年

8 郭瑜;負(fù)載型鐵基納米金催化劑的制備及其構(gòu)效關(guān)系研究[D];山東大學(xué);2015年

9 張信莉;Mn改性γ-Fe_2O_3催化劑低溫SCR脫硝性能研究[D];山東大學(xué);2015年

10 孫帥帥;CuO/CeO_2的浸漬法制備及其催化CO氧化性能[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2015年

，

本文編號(hào)：784527