金屬有機框架材料派生的多孔碳負載鈀催化碳-碳偶聯(lián)反應的研究.pdf

1、鈀催化的Suzuki交叉偶聯(lián)反應是合成聯(lián)芳烴化合物的最有效、最簡便的方法之一，也是目前催化化學和有機合成化學的研究熱點之一。傳統(tǒng)的C-C偶聯(lián)反應采用的均相催化體系存在諸多不足，如反應產(chǎn)物的分離困難、價格昂貴的催化劑不能重復使用、使用毒性高的膦配體等。使用負載鈀催化劑，將均相催化劑多相化是解決以上問題的一個重要手段。載體材料主要包括:活性碳、金屬氧化物、硅鋁酸鹽微孔分子篩、二氧化硅材料、活性粘土、玻璃纖維以及聚合物等。由于在催化劑的制備過

2、程中，載體對于防止金屬納米粒子團聚、催化劑的活性起著至關重要的作用，因此選擇合適的催化劑載體具有十分重要的意義。
　　碳材料，特別是多孔碳材料由于具有大的比表面積和孔體積、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，正迅速發(fā)展并成為材料、化學、環(huán)境領域的研究熱點。多孔碳材料可以通過直接碳化金屬有機框架材料(MOFs)得到而無需額外碳源。與傳統(tǒng)的硬模板法制備多孔碳的多步驟相比，直接碳化法的優(yōu)點在于不僅制備條件溫和可控，而且一步完成。多孔碳具有大的比

3、表面積、大的孔徑結構、極好的熱穩(wěn)定性。本文以MOFs派生的多孔碳材料(PC)為載體制備了負載鈀多相催化劑，用于催化Suzuki偶聯(lián)反應。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)制備了Al-MOF派生的氮修飾介孔碳，用于負載Pd納米。制備的催化劑經(jīng)透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射、X射線光電子能譜和氮氣吸附-脫附表征。室溫條件下，催化劑用量為0.2 mol％，在較短的時間內(nèi)，該催化劑對Suzuki-Miyaura交叉偶聯(lián)反應表現(xiàn)出良

4、好的催化活性，產(chǎn)物產(chǎn)率在90％-99％之間。
　　(2)本文以金屬有機框架材料ZIF-8為模板衍生的氮修飾納米多孔碳材料為載體，制備了負載Pd納米粒子的催化劑。該催化劑對Suzuki交叉偶聯(lián)反應表現(xiàn)出良好的催化活性，室溫條件下，催化劑用量為0.15 mol％時，其產(chǎn)物產(chǎn)率均在90％到99％之間，且重復使用六次，催化劑活性無明顯降低。
　　(3)采用浸漬法將Pd納米粒子負載到由金屬框架材料MOF-5派生的多孔碳上，用透射電子顯