[發明專利]一種負載型CuPd雙金屬催化劑的制備及其在氧化偶聯反應中的應用

在審

• 申請號: 202110690470.5
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113318753A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 黃飛;汪婧;王溪溪;孫金余;黃珊;黃昱;方輝平;李長江;李凱;王冰冰;王馨;肖思夢
• 申請（專利權）人: 黃山學院
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C07D213/50;C07D221/10;C07D231/12;C07D409/08;C07D409/10
• 代理公司: 合肥楚思專利商標代理事務所(普通合伙) 34192
• 代理人: 李果

本發明公開了一種負載型CuPd雙金屬催化劑的制備及其在氧化偶聯反應中的應用，具體涉及負載型金屬催化劑領域，包括制備負載型CuPd雙金屬催化劑的方法和將催化劑用于2?苯基吡啶與苯甲醇氧化偶聯反應中的應用，取氯鈀酸鈉、氯化銅溶液加入到圓底燒瓶A中，磁力攪拌使氯鈀酸鈉和氯化銅完全均勻混合。本發明通過向單一貴金屬納米顆粒中摻雜過渡金屬制得的催化劑，可以有效的降低貴金屬的用量，降低催化劑的成本，且本催化劑經5次循環使用后，其轉化率為85％，選擇性為95％，循環利用率高，該催化劑還具有較好的催化活性和穩定性，在氧化偶聯反應中操作簡單方便，官能團忍受性強，底物適用性廣，選擇性好，產率較高。

技術領域

本發明涉及負載型金屬催化劑技術領域，更具體地說，本發明涉及一種負載型CuPd雙金屬催化劑的制備及其在氧化偶聯反應中的應用。

背景技術

偶聯反應(coupling reaction，也作coupled reaction)，也寫作耦合反應，偶合反應，耦聯反應，偶連反應。偶聯反應為2A-B→A-A類型的反應。是由兩個有機化學單位進行某種化學反應而得到一個有機分子的過程。狹義的偶聯反應指涉及有機金屬催化劑的碳碳鍵形成反應；偶聯反應具有多種途徑，在有機合成中應用比較廣泛，在2-苯基吡啶與苯甲醇的氧化偶聯反應底物拓展研究中，經常需要通過添加催化劑，用于提高產物產率。

但目前在催化化學領域中，主要采用價格昂貴、不易得的貴金屬，金(Au)、釕(Ru)、銠(Rh)、銥(Ir)、鉑(Pt)等作為催化劑。

因此需要制備一種價格低廉、易得的負載型雙金屬催化劑，應用于催化化學中具有十分重要的意義。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種負載型CuPd雙金屬催化劑的制備及其在氧化偶聯反應中的應用，本發明所要解決的問題是：現有的單質金屬催化劑價格昂貴，且氧化偶聯反應的產物產率低。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種負載型CuPd雙金屬催化劑的制備方法，包括如下步驟：

S1：取10mL 0.017mol/L氯鈀酸鈉(Na₂PdCl₄)、10mL 0.017mol/L氯化銅(CuCl₂·2H₂O)溶液加入到100mL圓底燒瓶A中，磁力攪拌使氯鈀酸鈉和氯化銅完全均勻混合，溶液呈透明紅棕色；

S2：將預先制備的10mg氧化石墨烯(GO)和20mL去離子水加入到100mL圓底燒瓶B中，將其超聲2h至氧化石墨烯完全溶于去離子水中，溶液呈泥黃色；

S3：將圓底燒瓶B中氧化石墨烯水溶液逐滴加入到圓底燒瓶A中，使氧化石墨烯水溶液與氯鈀酸鈉、氯化銅溶液均勻混合；

S4：用氫氧化鈉溶液調節步驟S3燒瓶中混合溶液pH值至8-9；

S5：稱量6.46g(0.025mmol)檸檬酸三鈉溶于25mL去離子水中，配制物質的量濃度為1.0mol/L檸檬酸三鈉溶液，靜置，備用；

S6：將圓底燒瓶A置于油浴鍋中進行磁力攪拌，再將檸檬酸三鈉溶液自由逐滴滴入圓底燒瓶A中，溶液由紅棕色逐漸變成黑色，反應結束后，冷卻至室溫，靜置過夜；

S7：將反應液置于離心管中離心處理，離心結束后，用膠頭滴管緩慢吸取離心管中上層溶液除去，保留離心管底部沉淀，用去離子水洗滌該沉淀3次，再用無水乙醇洗滌3次，完全除去沉淀中的其他有機物雜質，每次洗滌后均要離心處理再除去上層溶液，即可得到負載型雙金屬Cu₁Pd₁@rGO催化劑。

在一個優選的實施方式中，所述步驟S3中的氧化石墨烯水溶液滴加速度為每分鐘60滴，且邊滴加邊超聲處理，滴加結束后繼續超聲1h。