丁香等植物提取液还原制备Pd纳米催化剂及催化Suzuki偶联反应的研究

来源 :黑龙江省科学院石油化学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hlwang72
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本文分别以丁香叶和玉米芯提取液为还原剂,对应的植物滤渣和活性炭为载体,以氯钯酸钠为钯源,采用生物法还原制备负载型纳米钯催化剂。并通过UV-Vis、XRD、TEM、FT-IR等手段,对所制备的纳米钯催化剂进行表征并分析,并对制备的钯纳米催化剂应用于催化Suzuki偶联反应加以研究分析。以丁香叶提取液(CLE)为还原剂,丁香叶提取液滤渣以及活性炭为载体,制备出负载量为3 wt%的负载型纳米钯催化剂。所制得纳米催化剂以Pd(110)晶面为主,形貌为球形,且分散均匀,粒径分布范围为1.42 nm-4.48nm,平均粒径为2.79 nm。由FT-IR分析可推测出CLE中的碱、酚等含有-OH的水溶性杂环化合物在反应过程中起还原剂的作用。当反应过程中以反应温度为60℃,碱为K2CO3、溶剂为EtOH/H2O(体积比1:1)、催化剂用量为对溴甲苯的0.01 mmol%,催化对溴甲苯与苯硼酸的Suzuki偶联反应,反应产物的收率达到99.08%。以玉米芯提取液(CCE)为还原剂,Na2PdCl4为前驱体,玉米芯提取液滤渣为载体,制备出负载量为1 wt%的负载型纳米钯催化剂。所制得纳米催化剂主要以Pd(110)晶面为主,属于面心立方结构,形貌主要为球形,且分散均匀,粒径分布在1.84nm-4.92 nm之间,平均粒径为3.35 nm。由FT-IR分析可推测出CCE中的酮类、酚类等含有-OH的水溶性杂环化合物在反应过程中起还原剂的作用。当反应过程中以反应温度为60℃、碱为K2CO3、溶剂为EtOH/H2O(体积比1:1)、纳米Pd用量为对溴甲苯的0.01 mmol%,催化对溴甲苯与苯硼酸的Suzuki偶联反应,反应产物收率达到98.19%。以活性炭为载体,分别采用CCE和CLE为还原剂,制备了负载量为5 wt%的两种钯碳催化剂。所制备的两种钯碳催化剂的Pd-NPs形貌主要为球形,且分散均匀,粒径分布较窄,平均颗粒尺寸分别为2.79 nm和3.35 nm。在60℃下,催化剂用量均为底物用量的0.01 mmol%时,催化对溴甲苯与苯硼酸的Suzuki偶联反应,反应30 min,产物收率分别为99.08%和99.19%。两种催化剂循环使用5次时,收率均可保持在95%以上。实验结果表明,采用CCE和CLE均可有效的将二价钯还原。相比于以CCE和CLE滤渣为载体,所制备的两种催化剂,以活性炭为载体,所制备的Pd/C催化剂拥有更小颗粒,具有更高的催化性能和重复利用率。
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