[發(fā)明專利]一種磁性水滑石負載納米鈀催化劑的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310181964.6
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103230805A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 白雪峰;范艷霞;單雯妍;樊慧娟
• 申請（專利權）人: 黑龍江省科學院石油化學研究院
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C07B37/00;C07C45/68;C07C49/782;C07C15/14;C07C1/32;C07C253/30;C07C255/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 金永煥

技術領域

本發(fā)明涉及一種催化劑的制備方法。

背景技術

Suzuki偶聯(lián)反應廣泛應用于合成聯(lián)苯類化合物，它是光電顯示材料的主要原料，在生物醫(yī)藥、天然合成產物、工程材料等領域方面也有廣泛的應用。應用于Suzuki偶聯(lián)反應的均相催化劑具有分散性好、選擇性好、催化效率高等優(yōu)點，但是還存在制備過程復雜、原料昂貴、催化劑的分離和回收困難等不足。非均相催化劑分為非均相有配體的催化劑和非均相無配體催化劑，但是有配體催化劑的配體存在制備過程復雜，并且配體易脫落容易污染產品的問題，非均相無配體催化劑具有制備過程簡單，不污染環(huán)境的優(yōu)點，但均相催化劑和非均相催化劑的分離和回收都是通過過濾實現(xiàn)的，因此存在著催化劑回收不徹底，污染產品的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明是要解決解決現(xiàn)有的均相催化劑和非均相催化劑不易分離的問題，而提供一種磁性水滑石負載納米鈀催化劑的制備方法。

本發(fā)明一種磁性水滑石負載納米鈀催化劑的制備方法，按以下步驟進行：

一、磁性基質Fe₃O₄的制備：按照二價鐵與三價鐵的摩爾比為1∶(2～4)的比例稱取七水硫酸亞鐵和六水氯化鐵，溶解在蒸餾水中，得到混合溶液A；然后在氮氣保護下，加熱到45～55℃，邊攪拌邊滴加質量百分含量為25％～28％的氨水至混合溶液pH大于等于10，滴加速度為5～10s/滴；然后加熱到70～90℃，保溫反應25～35min后冷卻至室溫；再進行磁分離，收集固相物，然后用蒸餾水洗滌固相物至中性，再用乙醇洗滌三次，然后在50℃下減壓干燥5h，研磨即得順磁性納米Fe₃O₄；其中七水硫酸亞鐵與蒸餾水的質量體積比為2.78g∶300mL；

二、磁性水滑石的制備：a、按照鎂元素與鋁元素摩爾比為3∶1的比例稱取六水氯化鎂和六水氯化鋁，配制得到溶液B，其中溶液B中Mg²⁺濃度為1mol/L；b、按照摩爾比為10∶3的比例稱取Na₂CO₃與NaOH，配制得到溶液C，其中溶液C中Na₂CO₃的濃度為1mol/L；c、按Fe²⁺和溶液C中Mg²⁺摩爾比為(13～17)∶1的比例稱取順磁性納米Fe₃O₄，加入蒸餾水，攪拌5min，攪拌速度為300r/min，在溫度為65℃的條件下，滴加溶液B和溶液C，得到pH值為12～13的混合溶液D；d、將混合溶液D在65℃的條件下攪拌30min，保溫陳化16～19h，然后過濾，收取固相物，再水洗固相物至中性，然后于80℃下干燥12h，即得到磁性水滑石；其中順磁性納米Fe₃O₄與蒸餾水質量體積比為1g∶100mL；

三、磁性水滑石負載納米鈀催化劑的制備：e、稱取氯化鈉和氯化鈀，配制濃度為0.005～0.015mol/L的氯鈀酸鈉溶液；f、向步驟二得到的磁性水滑石中加入蒸餾水，在60℃的條件下，邊攪拌邊將氯鈀酸鈉溶液滴加到容器中，滴加速度為5～10s/滴，再攪拌14～17h，然后在外加磁場的條件下進行分離，得到沉淀物；g、洗滌沉淀物，然后向沉淀物中加入還原劑，得到還原后的沉淀物；h、洗滌還原后的沉淀物，然后在60℃真空下干燥，得到磁性水滑石負載納米鈀催化劑，即完成磁性水滑石負載納米鈀催化劑的制備；其中磁性水滑石中與蒸餾水的質量體積比為1g∶3mL，氯化鈉和氯化鈀的摩爾比為2∶1，氯化鈀與磁性水滑石的摩爾質量比為3×10^-4mol∶1g，磁性水滑石與還原劑的質量體積比為1g∶5mL。

本發(fā)明制備磁性水滑石負載納米鈀催化劑，通過沉淀劑與水滑石包覆磁性基質制備磁性載體，然后通過滴加吸附的負載方法將過渡金屬鈀負載到磁性載體上制備磁性催化劑，該催化劑催化Suzuki反應時，在較溫和的條件下對多種芳烴溴化物均有較高的催化活性，催化溴苯和對溴苯乙酮時，產物收率仍在98％以上。本發(fā)明的催化劑回收后，循環(huán)使用三次后催化活性無明顯降低，產物收率仍在90％以上。利用本發(fā)明方法制備的催化劑能被外加磁場磁化，當撤去外加磁場是磁性消失，因此本發(fā)明的磁性水滑石負載納米鈀催化劑能夠在外加磁場時實現(xiàn)與反應體系的分離，相對于其他催化劑的分離方法，具有簡單省時的優(yōu)點，具有工業(yè)化應用的前景。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式一種磁性水滑石負載納米鈀催化劑的制備方法，按以下步驟進行：