承載鈀復合催化劑的反應器催化Heck和Suzuki反應性能研究.pdf

1、貴金屬鈀因其卓越的催化性能被廣泛用于有機合成工業(yè)，然而傳統(tǒng)的鈀基催化劑具有造價高、產生鈀黑、易團聚、易失活等缺點。由于金屬納米粒子具有尺寸小，表面積大等獨特優(yōu)點，使其在催化領域表現出較好的活性和選擇性。本文在一維碳纖維載鈀復合催化劑制備方法的基礎上，通過靜電紡絲技術、化學還原和低溫碳化等方法將催化劑直接附著在特定裝置的內壁上從而設計出一種全新而便捷的催化反應器，此反應器與內壁附著的催化劑為一個整體，可循環(huán)使用多次而無需回收催化劑，具有可

2、行性、創(chuàng)新性且操作簡單的特點。本論文的具體內容如下：
　?。?）利用靜電紡絲技術結合化學改性、浸漬還原以及高溫碳化等方法制備了改性聚丙烯腈（PAN）碳納米纖維載鈀納米粒子復合催化劑，并考察了其Heck反應的催化性能。實驗結果表明，通過化學改性法制備的復合材料催化劑，大大增加了鈀粒子的負載量，表現出較好的催化性能，且循環(huán)五次后催化活性沒有降低。
　?。?）在此基礎上，在聚丙烯腈（PAN）前驅體溶液里摻入另外一種高分子聚苯乙烯（

3、PS）作為熱分解聚合物，經過高溫碳化階段PS受熱分解后得到具有多孔結構的多孔改性碳纖維載鈀催化劑。此法不僅可改變催化劑的擴散性能，增加底物與活性中心接觸的機會，提升結構碳材料參與電子轉移和傳輸性，還增加了催化劑的內比表面積，而通過化學改性后又進一步增大纖維上鈀的負載量。實驗結果表明，此催化劑應用于Heck偶聯反應中表現出更為高效的催化活性。
　?。?）設計了一種新型的催化反應器，即以聚丙烯腈（PAN）與氯化鈀（PdCl2）溶液為前

4、驅體，利用靜電紡絲技術在反應器內壁上附上一層均勻分布含有二價鈀離子的納米纖維膜，然后通過化學還原、預氧化或低溫碳化等過程，實現鈀納米粒子在納米纖維催化劑的表面負載與催化劑在反應器內壁的附著。將該反應體系同樣應用于Heck反應中，結果表明，附著復合納米鈀催化劑的反應器具有較好的催化活性；由于 Suzuki偶聯反應條件較為溫和，因此在上述的反應器附著催化劑過程中，可將內壁附著的含有二價鈀離子通過化學還原后的高分子纖維膜直接當做催化劑并按照上