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负载型炔基功能化聚乙烯醇-金属凝胶纳米催化剂的设计合成与性能

发布时间:2021-11-05 12:14
  在能源转化、药物制备、化学合成等领域大量地应用着各种催化剂以提高效率、降低能耗、增加转化率和选择性,其中,负载型贵金属(比如钯、铂、铑等)催化剂,特别是亚纳米尺度的催化剂,由于催化活性高而应用尤为广泛,但这类催化剂往往因金属活性物质在载体材料上的锚定作用弱,导致金属颗粒易团聚、流失而影响其循环催化活性。所以,调控载体材料与金属纳米颗粒之间的相互作用,提高载体材料对金属活性物质的限域效应是制备具有高稳定、高活性亚纳米尺度贵金属负载型催化剂的研究重点。具有超交联三维网络结构的凝胶是金属催化剂的理想载体,本文对高分子进行炔基功能化修饰,利用Pd(Ⅱ)催化高分子凝胶因子,使其通过C-C偶联反应来构筑超交联三维网络,同时利用凝胶网络骨架上的炔基结构单元与金属之间的配位相互作用,将Pd(Ⅱ)限域在凝胶载体上,从而制成具有超高分散性的亚纳米尺寸的Pd基催化剂。主要研究内容和结果如下:(1)选用了廉价、生物毒性低的聚乙烯醇为原料制备了炔基功能化的聚乙烯醇(Alkyne-PVA),通过 Pd(Ⅱ)催化 Alkyne-PVA 炔偶联反应交联制备了 Pd(Ⅱ)@Alkyne-PVA凝胶,分析了前驱体用量、溶... 

【文章来源】:中国工程物理研究院北京市

【文章页数】:105 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

负载型炔基功能化聚乙烯醇-金属凝胶纳米催化剂的设计合成与性能


图1.5髙分子凝胶形成的机制??物理交联,如(a)温度引起聚合物链缠结、(b)离子凝胶化、??(c)库仑相互作用;(d)化学反应交联??

凝胶


?N?八?w??N?M?N???N..?N?C?1?HOAC??-???"..??OHT?X〇?N?-W--K??MTAPP?N'?作打?.'、入、6,人-、??i?M?..?-CHO?=?ri)??-,《?H??(M?■?Pfl?H..?9nC?J??Hi??n?eks*?,0m??w?^?汹?MB??h.o.i/10??”?nr??h??^〇3>Mr>?rlrctra?r??I?G?>??.!<*>??*T〇u?h?^?tt??图1.9?MTAPP-TFPT凝胶的合成和应用??Figure?1.9?Synthesis?and?application?of?MTAPP-TFPT?gels?(M?=?Pd,?H2,?SnCb)?from?MTAF^P?and??TFPT??Smith等%同样通过席夫碱反应来制备凝胶(见图丨.丨0),他们将酰肼修饰的1,3:2,4-??二苄叉山梨醇(DBS-CONHNH2)与琼脂反应制成含有还原性功能团以1^出的杂化水??凝胶,成型的凝胶能够吸附溶液中的Pd(n)离子,并能把钯还原为PdNPs,其吸附钯的??能力与凝胶中的还原功能团-NHNIb的含M成化学计M比。该PdNPs-ge丨在Suzuki-??Miyaura偶联反应中表现出了良好的催化活忡,底物普适性好,多次循环使用都能保持??良好的催化性能。用该方法制备的凝胶,还能M收含钯废水中的Pd(ll),转化为具有催??化活性的凝胶,变废为宝。??Waste?PdM?I—X?Reagents?CZT\??p?¥M?i??驗=n?〇?_。c=>????—?HybTKJ?Hydroge

凝胶,前驱体,实物


(Pd)/mmol?0.004?0.0045?0.008?0.017?0.034?0.051??时间?>20?d?Id?12?h?30?min?10?min?1?min??状态?W?S?G?G?G?G?G??凝胶性状?-?均匀透明?均匀透明?均匀透明?均匀透明?浑浊??[a)反应条件:Alkyne-PVA(50mg,?0.8mLDMF),Na2PdCl4(0.1mLpH=?1.0HC1?溶液,O.ImLDMF);??IblG:凝胶;S:溶液。??图2.3则考察广不同钯盐对Alkyne-PVA凝胶形成的影响,从图中可以看出PdCI2、??Na2PdCU、Pd(OAc)2、Pd(C6H5CN)2Ch均能使?Alkyne-PVA?发生凝胶反应。因此,Alkyne-??PVA的凝胶形成只与金属钯有关。由于PdCb、?咖(:出50叫(丨2和Pd(OAc)2在水溶液中??的溶解性较差,因此后续实验中均以Na2PdCl4作为钯源。??m???i?M§?j??图2.3?Alkyne-PVA与不同Pd前驱体形成凝胶的实物图??Figure?2.3?The?gel?prepared?by?different?Pd?precursors??2.3.2.3不同金属对凝胶形成的影响??29??

【参考文献】:
期刊论文
[1]聚乙烯醇改性及改性聚乙烯醇涂布复合工艺研究[J]. 庞志鹏,耿建荣.  包装工程. 2001(04)



本文编号:3477779

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