26228.mofs擔(dān)載pd催化劑的可控制備及其催化性能

1、博士學(xué)位論文MOFs擔(dān)載Pd催化劑的可控制備及其催化性能ControlledPreparationandCatalyticPropertiesofPdSupportedonMOFS作者姓名：韭明明學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：物理絲堂學(xué)號(hào)：10907063指導(dǎo)教師：梁送漁完成日期：20141031大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要金屬有機(jī)骨架化合物(MOFs)是由多齒有機(jī)配體和過(guò)渡金屬離子自組

2、裝而成的一種新型多孔晶體材料。MOFs材料擁有極大的比表面積和孔隙率、規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可調(diào)等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使其不僅在氣體儲(chǔ)存分離等領(lǐng)域有突出的表現(xiàn)，在多相催化領(lǐng)域同樣具有良好的應(yīng)用前景。本論文基于MOFs材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，探索了以這類(lèi)材料作為載體制備負(fù)載型貴金屬催化劑的可行性，旨在采用簡(jiǎn)單易行的金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積等制備方法，在溫和條件下控制制備應(yīng)用于SuzukiMiyaura偶聯(lián)、選擇性加氫等反應(yīng)的新型高效MOFs基催

3、化材料，并揭示催化性能和催化劑結(jié)構(gòu)性質(zhì)之間的聯(lián)系。論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：(1)以室溫動(dòng)態(tài)晶化法合成的MOF5為載體，強(qiáng)揮發(fā)性的金屬有機(jī)化合物Pd(C3H5)(C5H5)為前體，采用簡(jiǎn)單易行的金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)在室溫下制備Pd@MOF5催化材料，揭示了Pd(C3H5)(C5H5)前體和MOF5之間的化學(xué)吸附作用。該催化劑在溴苯和苯硼酸的SuzukiMiyaura偶聯(lián)反應(yīng)中轉(zhuǎn)化率可達(dá)81％，但是反應(yīng)過(guò)程中MOF5的

4、晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致催化劑在循環(huán)實(shí)驗(yàn)中催化活性明顯下降。采用化學(xué)穩(wěn)定性更好的MOFs材料能夠有效的解決這一問(wèn)題。(2)采用溶劑熱法合成同樣具有微孔結(jié)構(gòu)，但是擁有更高化學(xué)穩(wěn)定性的ZIF8金屬有機(jī)骨架材料。以Pd(C3Hs)(C5H5)為前體，采用MOCVD法制備Pd@ZIF8材料。Pd金屬有機(jī)前體在室溫下可被H2還原并均勻分散于ZIF8載體上，鈀納米粒子尺寸約為15～3nm。該催化劑對(duì)多種鹵代芳烴與苯硼酸的SuzukiMiyaura偶聯(lián)

5、反應(yīng)都具有良好的催化活性和循環(huán)使用性能，催化劑的結(jié)構(gòu)在多次循環(huán)反應(yīng)之后依然保持完整。ZIF8優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性很好的解決了之前Pd@MOF5在SuzukiMiyaura偶聯(lián)反應(yīng)中循環(huán)使用性能不佳的問(wèn)題。(3)以具有與MOFs類(lèi)似有機(jī)基體的堿性陰離子交換樹(shù)脂IRA900為載體，優(yōu)化MOCVD方法制備Pd◎IRA900催化材料。該催化劑在水和乙醇的混合綠色溶劑中對(duì)多種鹵代芳烴與苯硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)均具有良好的催化活性，且多次循環(huán)使用之后催化活性沒(méi)