收藏本站
《兰州大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

介孔材料SBA-15负载钯催化剂的制备、表征及其在Heck反应中的应用

王培煜  
【摘要】: 在有机合成中,钯催化的Heck反应是合成碳—碳键的实用方法,受到人们广泛关注。传统的Heck反应催化剂主要是Pd(OAc)_2、PdCl_2等均相催化剂,尽管这类催化剂活性较高,但它们很难从反应体系中分离和回收再用,高温下稳定性差,这些因素严重影响了Heck反应的工业应用。负载型钯催化剂,因有可能克服这些缺点,而得到了人们的重视。其中,介孔材料负载金属催化剂由于稳定性高、腐蚀性小、易从反应体系中分离回收、可重复使用、具有较高的催化活性和立体选择性,而受到了催化界工作者的关注。SBA-15介孔分子筛是具有较大比表面积、规整孔道结构的新型有序介孔硅材料,在催化和吸附分离等领域具有很好的应用前景。本文旨在将钯颗粒组装在SBA-15介孔分子筛孔道中,制备钯活性组分高度隔离和分散的新型催化剂,掌握钯颗粒在SBA-15介孔分子筛孔中的组装方法,研究SBA-15介孔分子筛中负载钯颗粒的结构特征,探索催化剂的结构与催化活性的关系。 首先,利用传统离子交换法制备Pd/SBA-15复合材料。通过调节碱性钯阳离子的pH值,得到具有高达5.21 wt%金属负载量的复合物。金属前驱物的嵌入效率达到65%以上,这种制备方法比较简单、有效。该催化剂在空气中对活性卤代苯Heck反应具有较高的催化活性,高产率生成一系列反式产物,均在1-3 h内完成反应。催化剂的稳定性较好,可循环使用,是活性卤代苯Heck反应的高效催化剂,具有一定的应用前景。 利用双氨基修饰法制备具有高负载量的和高分散度的钯负载SBA-15复合材料(Pd-SBA-15)。首先采用表面接枝法,以氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(ATMS)来修饰SBA-15;被修饰过的介孔材料在氯化钯溶液中吸附钯离子,后用水合肼还原钯离子。复合物的钯含量是4.30 wt%,钯的分散度为35%。对复合物中合适的胺基/Pd比率对Heck反应活性及溶液中钯残留的研究,发现N/Pd为2/1时起催化活性最强,钯的残留量较小。通过催化剂的Heck反应,发现这种复合物不仅对于活性卤代苯有很高的催化活性,而且对于溴苯这种活性较差的卤代烃也有较高的催化活性。催化剂通过简单的分离洗涤,可以重复使用多次。对已经重复使用的催化剂表征发现其活性下降是由于在反应过程中钯的损失和反应过程中钯分散度的少许降低(七次使用后的催化剂钯分散度降低为28%)。 采用两步法,在表面活性剂存在下先生成钯纳米颗粒,钯颗粒尺寸在6-10 nm之间,然后以包裹了钯颗粒的表面活性剂为模板剂生成介孔SBA-15复合物。对复合物进行表征发现6-10 nm的钯颗粒均匀的分散于介孔材料的孔道中。虽然这种催化剂的钯的分散度不高(17%),但是其表面积和孔体积较大,其催化活性仍然较高。通过催化剂的Heck反应,发现这种复合物不仅对于活性较大的碘苯,而且在催化剂用量增加下,对于溴苯这种活性较差的卤代烃也有较高的催化活性。对催化剂催化Heck反应的机理进行了探讨,发现催化剂确实为非均相催化剂。 采用原位生成法,生成SBA-15-Pd复合物。将厌水性的钯有机物氯仿溶液增溶于介孔材料生成所必需的表面活性剂胶束中,然后将预水解的正硅酸乙酯加入表面活性剂溶液中。水热反应后,将产物过滤、干燥、煅烧,氢气还原后生成单分散的钯颗粒嵌入介孔材料SBA-15孔道中。大于85%的金属前驱物嵌入到介孔材料孔道中。在小的金属嵌入量下(1.46 wt%),介孔材料的骨架没有被破坏;而在高含量下(3.02 wt%),介孔材料骨架遭到一定程度的破坏。对小的金属嵌入量的催化剂(1.46wt%)进行表征发现钯颗粒均匀分散于介孔材料孔道中,而且在介孔材料外部没有发现钯颗粒。通过Heck反应,发现这种复合物不仅对于活性较大的碘苯,而且在催化剂用量较少的情况下,对于溴苯这种活性较差的卤代烃也有较高的催化活性。催化剂的可以重复利用很多次。 总体比较所制得的催化剂的结构和催化活性发现,影响催化剂活性的因素很多,诸如钯的分散度,催化剂的孔体积和比表面积等。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O643.36

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 蔡明中,徐曲,宋才生;有机硅聚合物负载环硫乙烷钯(0)配合物的合成与催化性能[J];高分子学报;1999年05期
2 蔡明中,赵红,黄义争;有机硅聚合物负载双齿硒钯配合物的合成与催化性能[J];高分子学报;2002年04期
3 崔元臣,张磊;田菁胶负载钯催化Heck反应的研究[J];高分子学报;2005年03期
4 陈逢喜,黄茜丹,李全芝;中孔分子筛研究进展[J];科学通报;1999年18期
5 姜恒,徐筠,廖世健,余道容;可溶高分子负载钯催化剂对于硝基苯加氢反应催化性能的研究[J];石油化工;1996年11期
6 张磊,崔元臣;淀粉负载钯催化剂的制备及对Heck反应的催化性能[J];应用化学;2005年04期
7 蔡明中,赵红,黄义争;聚-4-氧杂-6,7-二甲硒基庚基硅氧烷钯(0)配合物的合成及其催化性能研究[J];有机化学;2003年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈君华,陈庆榆,戚邦华,伏再辉;Cu/Ce-HMS的合成[J];安徽技术师范学院学报;2002年04期
2 陈君华,陈庆榆,戚邦华,黄顺军,伏再辉;Fe/Ce-HMS纳米中孔材料的原位合成[J];安徽技术师范学院学报;2003年04期
3 薛屏;吴涛;;介孔分子筛MCM-48负载Pd-壳聚糖配合物催化潜手性酮不对称氢转移反应[J];催化学报;2006年06期
4 张胜振;陈胜利;董鹏;井秀娟;姜凯;;含HF体系中SAPO-11分子筛的合成与表征[J];催化学报;2006年10期
5 赵丽,余家国,赵修建,程蓓,张谢群,郭瑞;介孔纳米结构材料的研究与发展[J];稀有金属材料与工程;2004年01期
6 刘蒲;张鹏;王向宇;;壳聚糖席夫碱钯配合物催化碘代苯与苯乙烯交叉偶联反应的研究[J];分子催化;2006年04期
7 尹静波,陈学思,张龙,柳翱,杨亚楠,尹民,娄玲;钯-高分子载体催化剂对糠醛加氢液相反应的研究[J];高等学校化学学报;2002年07期
8 孔岩,陈嘉伊,郭宪吉,马会宣,侯文华,颜其洁;高铜含量中孔Cu-Si二元氧化物的合成和表征[J];高等学校化学学报;2004年02期
9 黄义争,蔡明中;二氧化硅负载聚-γ-(二苯胂基)丙基硅氧烷钯(0)配合物的合成与催化卤代芳烃的偶联反应[J];高分子学报;2004年05期
10 崔元臣,张磊;田菁胶负载钯催化Heck反应的研究[J];高分子学报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐立冬;孙继红;戴洪兴;何洪;;纳米分子筛MCM-41颗粒大小的控制[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
2 祝翠梅;魏长平;彭春佳;许洁;孙小飞;;MCM-41与8-羟基喹啉铝复合发光材料的制备与性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
3 王广健;杨振兴;陈士夫;徐明霞;;离子液中介孔TiO_2的制备及其形成机理研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(7)[C];2007年
4 金建;肖强;;原位聚合PET/分子筛复合材料及性能研究[A];PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C];2005年
5 韩利华;郭绍义;梁英华;;环保催化剂技术的研究进展[A];第1届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2004年
6 郝延涛;钱琳;杨冬霞;赵云昆;;ZSM-5系列催化剂用于稀燃尾气中NO脱除的研究进展[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
7 袁海宽;许振良;施江焕;郑金花;;复合固体酸催化剂PFSA/SiO_2的孔结构分析[A];上海市化学化工学会2007年度学术年会论文摘要集[C];2007年
8 孔颖;石琪;刘雷;徐红;李晋平;董晋湘;;离子热合成微孔磷酸锌化合物Zn_3(PO_4)_2(H_2O)[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
9 齐欣;沈志虹;李聃;郭亚男;;陈化时间对杂原子TY分子筛结晶性能的影响[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
10 陈彤;罗淑文;王公应;;制备方法对TiHMS催化性能的影响[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(下)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘迎新;镍基催化剂上间-二硝基苯催化加氢反应性能及其反应动力学的研究[D];天津大学;2003年
2 戴立益;新型多元取代多金属含氧簇合物的制备、表征及其离子液体化学行为[D];华东师范大学;2003年
3 王丽琴;钛硅分子筛合成过程及其催化氧化性能研究[D];大连理工大学;2003年
4 王春雷;介孔硅铝材料的合成、介观结构的仿生应用与纳米空间的功能化研究[D];吉林大学;2005年
5 李光华;钒系杂化晶体化合物的水热合成与结构表征[D];吉林大学;2005年
6 高波;介孔材料组装酶蛋白的研究[D];吉林大学;2005年
7 姜艳秋;壳壁上具有介孔的复合氧化物中空球的合成与表征[D];吉林大学;2005年
8 闰明涛;聚合物/介孔分子筛新型复合材料的制备及材料结构与性能研究[D];北京化工大学;2005年
9 何明;用于液相光催化体系的高比表面积氧化钛晶须的研制[D];南京工业大学;2005年
10 姚建峰;多孔催化材料的制备与表征[D];南京工业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张浩然;共价嫁接钌(Ⅱ)配合物光学氧传感材料及器件的研究[D];东北师范大学;2007年
2 卞金辉;β/MCM-41复合分子筛的合成研究[D];北京化工大学;2007年
3 姚洪;活性炭预处理对制备高分散负载钯催化剂的影响[D];浙江工业大学;2005年
4 谭镜明;功能性分子筛催化异构化合成金刚烷的研究[D];广东工业大学;2005年
5 雷火星;金属(Al、Zr、Mo)改性的MCM-41中孔分子筛的合成、表征及其催化聚烯烃裂解反应研究[D];青岛科技大学;2005年
6 伍刚;MCM-48和NaY分子筛模板炭的合成与表征[D];大连理工大学;2005年
7 李苑;介孔分子筛的合成及其在F-T钴基催化剂中的应用[D];暨南大学;2003年
8 赵丽;纳米微米二氧化硅球形颗粒的制备与表征[D];武汉理工大学;2003年
9 李春生;负载型中孔分子筛催化剂的制备及催化性能研究[D];浙江工业大学;2003年
10 朱卫卫;氧化镁负载三聚氰胺缩甲醛-钯催化剂的制备、表征及其催化性能研究[D];郑州大学;2003年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 张晓梅,杨懿昆,雷闽昆,朱鹰,闭光育,赵逸云;碳载纳米钯催化剂半工业级制备工艺研究[J];贵金属;2002年03期
2 台国安,郭万林,姜燕;超声化学法制备介孔复合材料的研究[J];化工新型材料;2004年12期
3 苏伟;周理;周亚平;;椰壳炭制备高比表面积活性炭的研究[J];林产化学与工业;2006年02期
4 宋燕,李开喜,杨常玲,吕春祥,凌立成,刘朗;石油焦制备高比表面积活性炭的研究[J];石油化工;2002年06期
5 李三华,刘蒲,王岚;壳聚糖席夫碱钯催化碘代苯与丙烯酸生成肉桂酸[J];应用化学;2005年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 史荣会;SiO_2负载钯催化剂的制备、表征及其催化性能[D];郑州大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 宋啸平,黄美玉,江英彦;羊毛负载钯络合物的合成及其加氢催化作用[J];分子催化;1994年01期
2 卢雪然,钟振林,陈远荫;聚-4-氧杂-6,7-双二苯膦基庚基硅氧烷铑配合物的合成及其催化硅氢化性能[J];高等学校化学学报;1990年06期
3 陈远萌,卢雪然,蔡明中;有机硅聚合物负载环硫乙烷铂配合物的合成与催化性能[J];高分子学报;1990年04期
4 蔡明中,徐曲,宋才生;有机硅聚合物负载环硫乙烷钯(0)配合物的合成与催化性能[J];高分子学报;1999年05期
5 蔡明中,赵红,黄义争;有机硅聚合物负载双齿硒钯配合物的合成与催化性能[J];高分子学报;2002年04期
6 张兆荣,索继栓,张小明,李树本;介孔硅基分子筛研究新进展[J];化学进展;1999年01期
7 胡荣华,夏俊,蔡明中;有机硅聚合物负载硫、膦混合双齿钯配合物的合成与催化性能[J];应用化学;2003年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周健民,周仁贤,郑小明;介孔MCM-41分子筛载钯配合物催化Heck反应的性能[J];化学通报;2002年07期
2 甘昌胜;王佳;潘见;;相转移催化下的水相Heck反应研究[J];安徽化工;2008年04期
3 丁宁,李英霞,褚世栋;以Heck反应合成(E)-3-甲氧基-4,4′-二羟基二苯乙烯的研究[J];有机化学;2004年08期
4 张磊,崔元臣;聚氯乙烯三乙撑四胺负载钯配合物的制备及对Heck反应的催化性能[J];化学学报;2005年10期
5 苏新艳;吴蕾;徐洪耀;;钯催化Heck反应制备长共轭生色二苯乙烯衍生物[J];应用化学;2008年12期
6 周红艳;;不对称Heck反应研究进展[J];甘肃石油和化工;2009年02期
7 孙强,姚小华,苏永成,张振权;多核钯(Ⅱ)—镍(Ⅱ)(1:1)酞菁的结构表征[J];通化师范学院学报;1995年02期
8 张文华,施剑林,陈航榕,闫继娜,华子乐,严东生;Ti(IV)在介孔氧化硅MCM-41中的液相移植[J];无机材料学报;2001年01期
9 阿不都卡德尔·阿不都克尤木;介孔材料的合成、特性和应用前景[J];喀什师范学院学报;2004年03期
10 成义祥,宋金峰,陈令武,邹小伟;(R)-1,1'-联萘手性单元通过溶胶凝胶法合成杂化硅干凝胶(英文)[J];无机化学学报;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋文娟;韩杰;郭荣;;活性分子修饰SBA-15型介孔材料负载Pt纳米粒子的合成及表征[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
2 胡军;金云霞;赵会玲;荆长勇;刘洪来;;介孔材料有序结构递变的有效调控方法——短链醇的作用[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
3 关亚风;吴大朋;;表面功能化修饰介孔材料的制备及其在多肽萃取中的应用[A];第六届海峡两岸分析化学会议摘要论文集[C];2010年
4 种延竹;郝雅娟;李书如;杨恒权;;介孔材料负载纳米金氧化醇直接制备酯[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
5 夏万忠;沈志虹;张昌松;李翠;张勇;;含氟介质中合成高水热介孔材料[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
6 田玉平;刘晓英;吴会灵;杨芃原;;介孔材料在微PDMS芯片固定化酶中的应用[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年
7 谢遵园;李军平;杨华伟;王峰;彭伟才;赵宁;肖福魁;魏伟;孙予罕;;微/介孔材料的合成及其在二硫化碳吸附(CS_2)中的应用[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
8 郭永克;卫春玲;张向凯;马礼国;彭淑鸽;;介孔材料HMS负载钌纳米簇催化硼氢化钠[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
9 张同亮;李洁;杨永建;王喜智;李红华;张庆华;;X射线衍射在材料中的应用[A];中国化学会第28届学术年会第2分会场摘要集[C];2012年
10 魏诗辉;李风亭;何艳;吴胜举;;磺酸基功能化介孔材料SBA-16对水中染料碱性橙的去除[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 江世亮;我介孔材料合成研究达国际领先水平[N];文汇报;2003年
2 罗倩;赵东元:搞科研很累,可我就是喜欢[N];中国教育报;2008年
3 记者 周建人;新型无机抗菌剂研发成功[N];中国建材报;2006年
4 记者 苏建凤 通讯员 董龙;破解化学建材健康卫生难题[N];首都建设报;2006年
5 记者 宋赜;抗菌剂让建材杀菌[N];中国建设报;2006年
6 记者 潘杰;化学建材健康卫生难题破解[N];中国化工报;2006年
7 付颖;无机抗菌破解建材健康卫生难题[N];中华建筑报;2006年
8 许霞 胥颖;金隅技术中心无机抗菌剂产品获良好应用[N];中国建材报;2006年
9 许霞胥 颖文英;金隅无机抗菌剂获“建材科技奖”[N];中国建设报;2006年
10 付颖;北京建材院研发成功抗菌建材前沿技术[N];中华建筑报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘燕;功能化介孔材料的制备及其在金属污染物选择性分离与生物传感中的应用[D];江苏大学;2011年
2 张金昌;纳米介孔材料的形貌控制合成及应用[D];大连理工大学;2010年
3 高波;介孔材料组装酶蛋白的研究[D];吉林大学;2005年
4 刘福建;高温水热,溶剂热法合成稳定多功能化的介孔材料[D];吉林大学;2011年
5 王培煜;介孔材料SBA-15负载钯催化剂的制备、表征及其在Heck反应中的应用[D];兰州大学;2009年
6 孙印勇;具有强酸性介孔材料的合成与表征[D];吉林大学;2004年
7 刘森;多孔氧化硅材料的合成、表征及性能研究[D];吉林大学;2010年
8 吴小伟;非手性表面活性剂结构导向法合成螺旋介孔材料及其机理研究[D];上海交通大学;2007年
9 邵艳秋;酸碱双功能介孔材料的合成研究[D];吉林大学;2009年
10 杨海峰;片状介孔材料的制备及其在纳米结构模板合成中的应用[D];复旦大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈静;介孔材料固定酶的性质和稳定性研究[D];吉林大学;2005年
2 田锐;介孔材料MCM-41的合成及其在固相微萃取中的应用[D];西北师范大学;2005年
3 梁晓慧;功能化介孔材料的吸附性能及催化性能[D];上海师范大学;2011年
4 周周;热稳定介孔磷酸铝的合成与表征[D];吉林大学;2005年
5 何天稀;毛细管区带电泳手性拆分和介孔材料的合成与应用初步研究[D];西北师范大学;2003年
6 关向宇;具有荧光的介孔材料和高水蒸气稳定的介孔分子筛的合成与表征[D];吉林大学;2007年
7 谢亚茹;具有高微孔性介孔材料的合成与表征[D];吉林大学;2005年
8 史春风;新型功能性孔材料的合成、表征与性能研究[D];吉林大学;2005年
9 王永文;AAO模板法制备一维介孔材料及表征[D];南京航空航天大学;2010年
10 胡磊;介孔钛硅材料的合成及其表征、催化性能的研究[D];吉林大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026