介孔結構金屬和有機金屬催化劑的研制及其在水介質有機反應中催化性能的研究.pdf

1、日益嚴重的全球性環(huán)境污染問題引發(fā)了“可持續(xù)發(fā)展”理念，各國都采取了措施控制對生態(tài)和環(huán)境的破壞。與此同時一些權威的化學研究機構和化學家們也開始意識到化學和化學工業(yè)對環(huán)境的嚴重污染，綠色化學應運而生。它的核心是“環(huán)境友好”，從源頭上阻止污染已經(jīng)成為化學和化學工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 1992年，美孚公司首次報道了有序介孔硅分子篩，有序介孔材料成為當今的研究熱點。其大比表面積、有序介孔孔道以及豐富表面化學性質為設計高效非均相催化劑提供了重

2、要的載體。 本文圍繞綠色化學的宗旨，通過研制新型高效非均相催化劑，開展水介質中清潔有機合成的研究，一方面實現(xiàn)催化劑的重復使用，降低成本，另一方面，減少重金屬離子和有機溶劑對環(huán)境的污染。主要研究內容是合成一系列有機官能團修飾的具有不同孔道和形貌的有序介孔氧化硅材料，再將金屬納米粒子或有機金屬化合物固載在孔道內，制備出新型介孔結構金屬和有機金屬催化劑，并考察其在水介質中不同類型有機反應中的催化性能，結合表征和動力學測定，闡述催化反應

3、機理和催化劑的構效關系。 1.采用共聚法一步自組裝合成苯基、氨基共同修飾的SBA-15，以此為載體，制備具有有序介孔結構的負載型Pd催化劑Pd/NH2&Ph—SBA-15并應用于水介質中碘苯合成聯(lián)苯的Ullmann型碳碳偶聯(lián)反應。研究表明，苯基、氨基功能化后載體依舊保持有序介孔結構，而且催化性能明顯優(yōu)于Pd/SiO2，Pd/SBA-15，Pd/Ph—SBA-15和Pd/NH2-SBA-15，歸因于表面疏水性的增強和Pd顆粒在載體

4、上高分散的分布。 2.采用苯基橋聯(lián)的有機硅烷合成PMO型有序介孔材料，以嫁接法引入含有Si—H鍵的硅烷，通過Si—H中的活潑H原位還原獲得Pd/H—PMO(Ph)催化劑。由于苯基橋聯(lián)硅烷組裝成的介孔載體中苯基基團均勻嵌入孔壁使得整個材料具有了極大的疏水性能，同時又避免了在無機載體中引入苯基會在一定程度破壞規(guī)整孔道結構。而且原位還原Pd離子能夠獲得分布更均勻的Pd納米顆粒，在水介質中碘苯合成聯(lián)苯的Ullmann型碳碳偶聯(lián)反應中顯示

5、很高的活性和選擇性以及良好的使用壽命。 3.在酸性條件下使用非離子表面活性劑P123，利用帶二苯基膦的有機硅烷和正硅酸乙酯、乙基橋聯(lián)或苯基橋聯(lián)的硅烷進行共縮聚，合成二苯基膦(PPh2-)修飾的一系列有序介孔材料，再采用共價鍵錨定的方法將有機金屬催化劑Ni(PPh3)2Cl2固載在孔道內。所制備的催化劑在水介質中碘苯和苯乙炔的Sonogashira碳碳偶聯(lián)反應中顯示很好的活性和選擇性，并且可以多次重復使用。 本論文所開發(fā)的