[發明專利]一種氧化石墨烯負載席夫堿鈀催化劑及制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310416149.3
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103447092A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 袁定重;錢勇;黃斌;陳碧波
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C07B37/00;C07C51/353;C07C57/44
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

1.一種氧化石墨烯負載席夫堿鈀催化劑，其特征在于催化劑載體為改進的Hummers法制備的氧化石墨烯，配體為席夫堿，活性組分為鈀鹽；所述的活性組份鈀鹽中的鈀的負載量為催化劑總質量的5.0～10.0?%，氧化石墨烯的直徑為1～5μm，厚度為0.8～1.2?nm，鈀納米粒子的粒徑為3～8?nm；所述的催化劑載體由如下制備方法得到；將200～300份的濃硫酸冷卻到0±0.5?℃，加入5～15?份石墨粉和5～15?份硝酸鈉，在攪拌作用下緩慢加入30～50份的高錳酸鉀，維持體系溫度不超過20℃，攪拌均勻后放入35±2℃的水浴中反應120～180?min，再加入500～1000?份去離子水，使得體系溫度不超過98℃，繼續攪拌15～30?min；分別加入600～800?份去離子水和50～100?份的質量濃度為30%?H₂O₂，過濾，用1?mol·L^-1的HCl洗滌濾濾餅至濾液中不能測出SO4^2-，再用去離子水洗成中性，離心分離后所得催化劑載體試樣，經冷凍干燥后即得到黑色的氧化石墨烯粉末。

2.一種氧化石墨烯負載席夫堿鈀催化劑的制備方法，其特征在于制備方法包括下述步驟：

⑴?確定催化劑載體

催化劑載體采用改進的Hummers法制備的氧化石墨烯，制備方法如下；將200～300份的濃硫酸冷卻到0±0.5?℃，加入5～15?份石墨粉和5～15?份硝酸鈉，在攪拌作用下緩慢加入30～50份的高錳酸鉀，維持體系溫度不超過20℃，攪拌均勻后放入35±2℃的水浴中反應120～180?min，再加入500～1000?份去離子水，使得體系溫度不超過98℃，繼續攪拌15～30?min；分別加入600～800?份去離子水和50～100?份的質量濃度為30%?H₂O₂，過濾，用1?mol·L^-1的HCl洗滌濾濾餅至濾液中不能測出SO4^2-，再用去離子水洗成中性，離心分離后所得催化劑載體試樣，經冷凍干燥后即得到黑色的氧化石墨烯粉末；氧化石墨烯的直徑為1～5μm，厚度為0.8～1.2?nm；

⑵?酰胺化的氧化石墨烯的制備：

將0.1～0.5?份所述氧化石墨烯入到100～400?份的脂肪族胺或芳香族胺的氮，氮二甲基甲酰胺溶液中，其中脂肪族胺或芳香族胺占溶液的質量百分比1.0～10.0?%，超聲振蕩120～240?min，加入1～5份的二環己基碳酰亞胺和1～5份的N-羥基琥珀酰亞胺，繼續超聲60～120?min；在溫度為60～80?℃的條件下攪拌反應360～720?min，冷卻至室溫后產物經離心分離后，依次用乙醇和蒸餾水洗滌，直至洗脫液呈中性；經冷凍干燥后得到黑色粉體即為酰胺化的氧化石墨烯；

⑶?氧化石墨烯負載席夫堿的制備：

將0.1～0.5份的酰胺化的氧化石墨烯加入到100～400份的含醛基化合物或酮基化合物的乙醇溶液中，含醛基化合物或羰基化合物的乙醇溶液的質量濃度為5.0～10.0?%，超聲振蕩60～120?min，在回流溫度下攪拌反應360～720?min，冷卻至室溫后產物經離心分離后，依次用乙醇和蒸餾水洗滌，直至洗出液中檢測不出醛基化合物或酮基化合物，經冷凍干燥后得到的黑色粉體即為氧化石墨烯負載席夫堿；

⑷?氧化石墨烯負載席夫堿鈀催化劑的制備：

活性組分為鈀鹽，將0.1～0.5份的所述的氧化石墨烯負載席夫堿加入到50～100份鈀鹽的乙醇溶液中，鈀鹽的乙醇溶液的質量濃度為0.1～5.0?%，室溫反應720～1440?min后磁分離過濾，冷凍干燥后得到的黑色粉體即為氧化石墨烯負載席夫堿鈀催化劑；氧化石墨烯負載席夫堿鈀催化劑中的鈀負載量為催化劑總質量的5.0～10.0?%；

所述的份為質量份；min為分鐘。

3.如權利要求2所述的一種氧化石墨烯負載席夫堿鈀催化劑的制備方法，其特征在于步驟2所述的脂肪族胺為脂肪族多元胺及衍生物，包括多乙烯多胺，乙二胺，丙二胺，丁二胺，己二胺；芳香族胺為對苯二胺，鄰苯二胺，間苯二胺及它們的衍生物中的一種或多種。

4.如權利要求3所述的一種氧化石墨烯負載席夫堿鈀催化劑的制備方法，其特征在于所述的多乙烯多胺為二乙烯三胺或三乙烯四胺。

5.如權利要求2所述的一種氧化石墨烯負載席夫堿鈀催化劑的制備方法，其特征在于步驟3所述的含醛基化合物為芳香族醛或雜環醛。