[發明專利]一種水滑石負載鈀基合金催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810257336.4
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108465472B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 張慧;王亞娟;宋穎
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J37/03;B01J37/16;C07C2/86;C07C15/52;C07C67/343;C07C69/618;C07C201/12;C07C205/06;C07B37/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

1.一種水滑石負載鈀基合金催化劑，其特征在于，表達式為PdT_x/MAl-LDH，其中PdT_x為鈀基雙金屬合金納米粒子，T代表廉價過渡金屬Co、Ni、Fe或Cu，x代表過渡金屬T與Pd的摩爾比，為0.1～2.2，Pd的質量百分含量為0.01wt％～1.0wt％，粒子尺寸1.48nm～2.22nm；MAl-LDH為水滑石載體，M為Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺和Cu²⁺二價金屬離子中的任意一種或兩種，水滑石載體呈現沙漠玫瑰花狀的多級結構，是由大小為100～240nm厚度為10.0～20.0nm的納米片自組裝而成；

該水滑石負載鈀基合金催化劑在碘代芳烴與烯烴的Heck偶聯反應中表現出優異的催化性能，反應條件：1mmol碘代芳烴，1.5mmol烯烴，一定量的催化劑活性物種Pd占底物碘代芳烴的摩爾百分比為0.30mol％，3mmol碳酸鉀，溶劑為12mL N,N-二甲基甲酰胺與4mL水的混合溶液，120℃，反應1h后碘代芳烴的轉化率達99.1％～100％，目標產物反式苯乙烯衍生物的產率達97.4％～99.4％。

2.一種權利要求1所述的水滑石負載鈀基合金催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)水滑石載體的制備

稱取0.009～0.015mol的硝酸鹽和0.003～0.005mol九水合硝酸鋁溶于100mL去離子水中，配制成混合鹽溶液；稱取0.02～0.04mol NaOH和0.006～0.012mol Na₂CO₃溶于100mL去離子水中，配制成混合堿溶液；于500mL四口燒瓶中加入100mL去離子水，然后緩慢滴加上述混合堿溶液至pH為10±0.1，穩定5min后同時滴加上述混合鹽溶液和混合堿溶液始終保持pH為10±0.1，直至混合鹽溶液滴加完畢，將所得漿液于65℃水浴中晶化4h，冷卻至室溫后用去離子水離心洗滌至上清液的pH為7，將所得沉淀在60℃下干燥24h得到水滑石載體MAl-LDH，M為Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺和Cu²⁺二價金屬離子中的任意一種或兩種；

(2)PdT_x-PVP納米粒子溶膠的制備

稱取5.64mmol PdCl₂和11.3mmol KCl溶于去離子水中，配制成摩爾濃度為0.056mol/L的100mL四氯鈀酸鉀溶液；稱取5.00mmol T的氯化鹽溶于去離子水中，配制成摩爾濃度為0.050mol/L的100mL T的氯化鹽溶液；將0.82g～2.46g聚乙烯吡咯烷酮PVP溶于150mL去離子水中，往其中加入2.5mL上述四氯鈀酸鉀溶液和0.85～8.5mL T的氯化鹽溶液，再加入50mL乙二醇，滴加1mol/L NaOH溶液使體系pH為12～13，然后在140℃油浴中回流2h，自然冷卻至室溫得到深棕色溶膠，即PdT_x-PVP納米粒子溶膠，T為Co、Ni、Fe和Cu元素中的任意一種；

(3)水滑石負載鈀基合金催化劑PdT_x/MAl-LDH的制備

取100mL上述PdT_x-PVP納米粒子溶膠，加入0.5g～7.5g MAl-LDH載體，室溫下機械攪拌2h，用丙酮和去離子水交替離心洗滌兩次，將所得沉淀在60℃下真空干燥24h得到催化劑PdT_x/MAl-LDH；

步驟(1)所用的M的硝酸鹽為Mg(NO₃)₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O和Cu(NO₃)₂·3H₂O中的任意一種或兩種；

步驟(2)所用的T的氯化鹽為CoCl₂·6H₂O、NiCl₂·6H₂O、FeCl₃·6H₂O和CuCl₂·2H₂O中的任意一種。