[發(fā)明專利]銥基聯(lián)吡啶-有機硅納米管多相催化劑及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610954986.5
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN106582845B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉曉;張勝波;孫靖;王華;韓金玉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J32/00;B01J31/06;C07F17/02;C07F7/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

本發(fā)明涉及一種銥基聯(lián)吡啶?有機硅納米管多相分子催化劑及制備方法，有機硅納米管里嵌入4,4’?[4?(三甲氧基硅烷)丁基]?2,2’?聯(lián)吡啶配位二氯(五甲基環(huán)戊二烯基)合銥二聚體的復合物。將氯化鉀、模板劑、有機硅烷前驅體1,4?二(三乙氧硅基)苯、4,4’?[4?(三甲氧基硅烷)丁基]?2,2’?聯(lián)吡啶依次加入鹽酸溶液中，得到混合物；將混合物在乙醇與鹽酸混合液中得到固體產(chǎn)物聯(lián)吡啶?有機硅納米管；將聯(lián)吡啶?有機硅納米管和二氯(五甲基環(huán)戊二烯基)合銥二聚體反應得到銥基聯(lián)吡啶?有機硅納米管多相分子催化劑。催化劑有清晰的孔道結構，大的比表面積，而且為均相分子催化劑的固載提供了一種新的可行性方法。

技術領域

本發(fā)明涉及一種全新的銥基聯(lián)吡啶‐有機硅納米管多相分子催化劑及制備方法，屬于有機硅復合材料的合成及應用。

背景技術

介孔納米管，是指孔徑在2～50nm、具有規(guī)則孔道分布的一維多孔納米材料。由于其具有較高的比表面積和較強的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，被廣泛應用在多相催化、氣體吸附、元電子器件等領域。現(xiàn)有的研究表明，納米管的組分可以為碳、二氧化硅、金屬單質以及金屬氧化物等。目前，納米管的合成通常采用表面活性劑為模板劑，利用水解、晶化、刻蝕或萃取等化學過程，通過模板劑和前驅體之間的界面作用以及分子間的自組裝過程進行合成。其中，有機硅納米管是通過有機硅烷前驅體水解、縮合形成的具有雙親性表面的碳‐硅復合材料，通過改變橋連的官能團類型可以調控其表面的親疏水性質，同時也可以對其管壁內的碳/硅比進行調節(jié)。更為重要的是，由于其表面大量存在硅羥基基團，使其具有進一步官能化的可能性，所以展示出在不同領域的應用前景。

聯(lián)吡啶是兩個吡啶環(huán)相連的有機分子，因聯(lián)吡啶兩個靠近的氮原子上都存在孤對電子，所以使其能很好的與各種金屬配合物通過共價鍵而相互連接形成均相分子催化劑。這種均相分子催化劑因其結構簡單，活性位充分暴漏，催化性能高而被廣泛應用于各種有機合成及有機物轉化反應中。因此，很多專家都在致力于合成新的聯(lián)吡啶衍生物有機分子。

然而，由于均相分子催化劑存在穩(wěn)定性差，反應后難以回收等缺點，使其工業(yè)應用受到很大的限制。所以將其固定到載體上即實現(xiàn)均相分子催化劑多相化成為現(xiàn)在研究的熱門話題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種全新的銥基聯(lián)吡啶‐有機硅納米管多相分子催化劑(Ir‐BPy‐BNT)，即有機硅納米管里嵌入4,4’-[4-(三甲氧基硅烷)丁基]-2,2’-聯(lián)吡啶配位二氯(五甲基環(huán)戊二烯基)合銥二聚體的復合物，合成催化劑過程中所需實驗裝置簡單，操作方便，所制得的聯(lián)吡啶‐有機硅納米管比表面積大，孔徑均一，聯(lián)吡啶均勻的內嵌在納米管的骨架中，使得活性位呈現(xiàn)單節(jié)點分布。并且通過調節(jié)得到了不同長度的有機硅納米管復合物。這種復合物具有良好的催化性能，因此具有較大的應用前景。

本發(fā)明是通過以下技術方案加以實現(xiàn)的：

一種銥基聯(lián)吡啶‐有機硅納米管多相分子催化劑，其特征是有機硅納米管里嵌入4,4’‐[4‐(三甲氧基硅烷)丁基]‐2,2’‐聯(lián)吡啶配位二氯(五甲基環(huán)戊二烯基)合銥二聚體的復合物。

本發(fā)明的銥基聯(lián)吡啶‐有機硅納米管多相催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)在-10℃-0℃氮氣無水環(huán)境下將二異丙胺、正丁基鋰、4,4’-二甲基-2,2’-聯(lián)吡啶和3-氯丙基三甲氧基硅烷依次加入四氫呋喃溶液中并攪拌12-24h,真空干燥后得到4,4’-[4-(三甲氧基硅烷)丁基]-2,2’-聯(lián)吡啶；(4,4’-[4-(Trimethoxysilanyl)butyl]-2,2’-bipyridine)，簡稱BPy；

(2)將氯化鉀、模板劑、有機硅烷前驅體1,4-二(三乙氧硅基)苯、4,4’-[4-(三甲氧基硅烷)丁基]-2,2’-聯(lián)吡啶依次加入鹽酸溶液中并于30℃‐40℃下攪拌12-24h，得到混合物；

(3)將混合物置于70-110℃恒溫箱中靜置20-30h；