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

1、鈀催化的Suzuki交叉偶聯(lián)反應(yīng)是合成聯(lián)芳烴化合物的最有效、最簡(jiǎn)便的方法之一，也是目前催化化學(xué)和有機(jī)合成化學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的C-C偶聯(lián)反應(yīng)采用的均相催化體系存在諸多不足，如反應(yīng)產(chǎn)物的分離困難、價(jià)格昂貴的催化劑不能重復(fù)使用、使用毒性高的膦配體等。使用負(fù)載鈀催化劑，將均相催化劑多相化是解決以上問題的一個(gè)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(duì)于防止金屬納米粒子團(tuán)聚、催化劑的活性起著至關(guān)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(xué)穩(wěn)定性，正迅速發(fā)展并成為材料、化學(xué)、環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。多孔碳材料可以通過直接碳化金屬有機(jī)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(diǎn)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(jié)構(gòu)、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(fù)載鈀多相催化劑，用于催化Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)制備了Al-MOF派生的氮修飾介孔碳，用于負(fù)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?dú)馕?脫附表征。室溫條件下，催化劑用量為0.2 mol％，在較短的時(shí)間內(nèi)，該催化劑對(duì)Suzuki-Miyaura交叉偶聯(lián)反應(yīng)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(jī)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(fù)載Pd納米粒子的催化劑。該催化劑對(duì)Suzuki交叉偶聯(lián)反應(yīng)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(shí)，其產(chǎn)物產(chǎn)率均在90％到99％之間，且重復(fù)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(fù)載到由金屬框架材料MOF-5派生的多孔碳上，用透射電子顯