[發(fā)明專利]一種Ni(II)基晶態(tài)催化劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110075921A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建勇;鄧維;譚靜怡;史軍霞;崔鵬輝;劉青
• 申請（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C08G83/00;C07C209/60;C07C211/48
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 許耀

本發(fā)明涉及一種Ni(II)基晶態(tài)催化劑及其制備方法和應(yīng)用，該晶態(tài)催化劑由2,4,6?三(4?吡啶基)?1,3,5?三嗪與1,3,5?三(4?羧基苯基)苯組成混合配體，以Ni(II)為中心離子組裝形成；通過將混合配體和六水合硝酸鎳混合，配置成前驅(qū)體溶液；將前驅(qū)體溶液轉(zhuǎn)入水熱釜中進行溶劑熱反應(yīng)制得該晶態(tài)催化劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的晶態(tài)材料具有較大的比表面積，空的活性位點，可以實現(xiàn)無溶劑條件下的催化C?N偶聯(lián)反應(yīng)，并具有較高的催化活性，最高催化效率達到95％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配位聚合物，尤其是涉及一種Ni(II)基晶態(tài)催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

過渡金屬催化的C-N偶聯(lián)反應(yīng)是構(gòu)建芳基碳雜鍵非常經(jīng)典和重要的方法，是化學變化中最重要的過程之一。利用這些反應(yīng)可以將簡單的反應(yīng)前體轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的分子，而過渡金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)是最為強大的手段之一。有機化合物中一類重要的組成部分是含有碳-雜鍵(如C-N,C-O,C-S鍵等)的化合物，科學家們致力于用簡便高效、成本低廉并且綠色的方法獲得碳-雜鍵。由過渡金屬催化的C-N偶聯(lián)反應(yīng)條件溫和，適用范圍廣，易分離產(chǎn)物，能較好的兼容底物，產(chǎn)率較高。雖然偶聯(lián)反應(yīng)取得了大的發(fā)展，但在反應(yīng)過程中還存在許多問題，例如一些催化劑催化效率不高，催化劑用量大，反應(yīng)需要結(jié)構(gòu)復(fù)雜的配體。

金屬有機框架(MOFs)化合物是近年來出現(xiàn)的一類新型的無機-有機雜化材料，不僅有很大的比表面積和孔隙率，而且材料結(jié)構(gòu)豐富，可控。特殊的結(jié)構(gòu)可以為反應(yīng)提供高密度的活性中心以及巨大的反應(yīng)空間。在能源類氣體吸附與分離、生物醫(yī)學、催化、藥物緩釋等方面展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景，尤其是在多相催化領(lǐng)域的應(yīng)用。然而，MOFs催化方面的應(yīng)用也存在一定的局限，比如:目前大部分MOFs的組裝過程不可控，結(jié)構(gòu)多變，而且合成周期長，需要消耗大量溶劑，不可預(yù)知性較大，這大大限制了該類材料在催化中的實際應(yīng)用。

中國專利CN101466715A公開了一種在Pd的催化下，芳基鹵化物或芳氧基磺酞基化合物與胺在特定溶劑體系中形成C-N鍵的新方法。該方法能可以提高底物胺的轉(zhuǎn)化，但催化劑合成步驟繁瑣，同時催化反應(yīng)需要在特定的溶劑中進行，限制了其在催化反應(yīng)中的應(yīng)用。

中國專利CN107803223A中公開了一種催化C-N偶聯(lián)反應(yīng)的二茂鐵亞銅簇催化劑及其制備方法，該催化劑是基于二茂鐵的硒/碲醚配體的亞銅簇配合物，以碘苯與咪唑在堿性條件下的偶聯(lián)反應(yīng)為模型反應(yīng)，該系列催化劑自身穩(wěn)定性高，在空氣中可長期儲存。但方法采用的硒/碲價格昂貴，限制了其在催化反應(yīng)中的應(yīng)用。

中國專利CN106669834A公開了一系列R-H₂BDC和2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪混合配體與CoII離子構(gòu)筑的三維框架材料并用于催化苯乙烯的環(huán)氧化反應(yīng)，該催化劑中的R-H₂BDC的配體尺寸較小，對稱性較低，與2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪配體適配度較低，所得催化材料的孔徑極小，限制了其在催化反應(yīng)中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的大部分MOFs的組裝過程不可控、結(jié)構(gòu)多變、合成周期長、不可預(yù)知性較大以及傳統(tǒng)方法制備出的催化劑穩(wěn)定性差、制備步驟繁瑣、活性低等技術(shù)問題而提供一種Ni(II)基晶態(tài)催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種Ni(II)基晶態(tài)催化劑，由2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪(TPT)與1,3,5-三(4-羧基苯基)苯(H₃BTB)組成混合配體，以Ni(II)為中心離子，所述的混合配體與Ni(II)組裝成三維多孔結(jié)構(gòu)的Ni(II)基晶態(tài)催化劑。