[發(fā)明專利]碳納米管負(fù)載鈀復(fù)合材料的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110360115.8
• 申請(qǐng)日: 2011-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN102513098A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周國(guó)亮;邵文豪;趙諧;龔博;李清瑤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市七寶中學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/44
• 分類號(hào): B01J23/44;C07C67/343;C07C69/618
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31251
• 代理人: 張堅(jiān)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳納米管負(fù)載鈀復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，越來越多的工作致力于發(fā)展碳納米管表面化學(xué)修飾的方法，目的是為了在碳管表面嫁接物質(zhì)而獲得性能更加優(yōu)異的材料。現(xiàn)今關(guān)于納米顆粒的研究主要集中在一些貴金屬如Au，Ag，Pt等納米顆粒的性質(zhì)及其在化學(xué)、物理、材料科學(xué)以及生物醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用。

Pd催化劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用有著舉足輕重的地位，由于鈀催化劑的新應(yīng)用，有機(jī)合成領(lǐng)域出現(xiàn)了很多新的合成產(chǎn)物和合成反應(yīng)等。Heck偶聯(lián)反應(yīng)便是其中一類用Pd催化的有機(jī)合成反應(yīng)。它是指芳基鹵化物在過渡金屬催化劑存在下與碳-碳雙鍵化合物生成苯乙烯基化合物的反應(yīng)。其反應(yīng)原理如圖1所示。

Heck偶聯(lián)反應(yīng)可用來制備許多種取代烯烴，二烯烴和不飽和化合物。這些化合物在染料和醫(yī)藥等方面都有很廣泛的用途。傳統(tǒng)的Heck反應(yīng)均相催化劑，如Pd(OAc)₂、PdCl₂等，在使用過程中易產(chǎn)生鈀黑。這不僅使產(chǎn)物的純化困難，也使催化劑的使用壽命縮短，實(shí)用性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種碳納米管負(fù)載鈀復(fù)合材料(S-MWCNT-Pd)的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種碳納米管負(fù)載鈀復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，具有如下步驟：

a、取多壁碳納米管在硝酸中于150℃的條件下回流，得到均勻黑色體系；

b、上述步驟停止反應(yīng)后，將上述均勻黑色體系用蒸餾水離心洗滌，然后再用無水乙醇離心洗滌，然后再烘干；

c、將PdCl₂溶解在水中，然后加入上述硝酸處理過的多壁碳納米管，在N₂氣氛下進(jìn)行超聲波中處理，然后用氨水將pH調(diào)節(jié)至8～9；

d、在超聲波中將以上混合物緩慢逐滴加入NaBH₄的水溶液中，滴加完畢后，繼續(xù)超聲波處理；

e、將上述產(chǎn)物再蒸餾水離心洗滌，無水乙醇離心洗滌，最后烘干，得到黑色產(chǎn)物S-MWCNT-Pd。

在步驟a中，取1.0克多壁碳納米管在50毫升硝酸中，回流時(shí)間為2小時(shí)；

在步驟b中，蒸餾水離心洗滌4次，無水乙醇離心洗滌3次，在80℃的烘箱中烘干12小時(shí)，離心轉(zhuǎn)速為1600轉(zhuǎn)/分鐘，每次離心時(shí)間15分鐘；

在步驟c中，取50毫克PdCl₂溶解在10毫升水中，加入240毫克的硝酸處理過的多壁碳納米管，超聲波處理時(shí)間為30分鐘；

在步驟d中，所述混合物加入0.4克NaBH₄的10毫升水溶液中，繼續(xù)超聲波處理的時(shí)間為30分鐘；

在步驟e中，蒸餾水離心洗滌3次，無水乙醇離心洗滌2次，烘干時(shí)間為12小時(shí)。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的方法制備的碳納米管負(fù)載鈀復(fù)合材料作為偶聯(lián)反應(yīng)的催化劑具有催化活性高、穩(wěn)定性好、易于分離和回收等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于催化Heck偶聯(lián)反應(yīng)中能取得了較好的結(jié)果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：

圖1為Heck偶聯(lián)反應(yīng)的原理；

圖2為透射電鏡圖，其中A圖為未經(jīng)混酸處理過的MWCNT的透射電鏡圖，B圖為經(jīng)混酸處理過的透射電鏡圖；

圖3為透射電鏡圖，其中A圖為MWCNT-Pd的透視電鏡圖，B圖為S-MWCNT-Pd的透射電鏡圖；

圖4為S-MWCNT-Pd的納米顆粒電子能譜圖譜；

圖5為S-MWCNT-Pd納米顆粒的X射線衍射圖譜；

圖6為S-MWCNT-Pd催化制備肉桂酸異丁酯的原理圖。

具體實(shí)施方式

一、S-MWCNT-Pd的制備：

(1)取1.0克多壁碳納米管(長(zhǎng)度為5-15μm，直徑為10-20nm)在50毫升硝酸中，在150℃的條件下回流兩個(gè)小時(shí)。停止反應(yīng)后，將上述均勻黑色體系倒入離心試管中，在1600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，每次15分鐘，用蒸餾水離心洗滌4次，乙醇離心洗滌3次，然后在80℃的烘箱中烘干12h。