[发明专利]一种AuPd/负载型纳米磁性催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业催化技术领域，尤其涉及一种AuPd/负载型纳米磁性催化剂及其制备方法。

背景技术

近几十年来，负载型纳米催化剂已得到广泛应用。关于金属和载体间的相互作用的研究报道日益增多。众所周知，金属和载体间特殊的相互作用会影响催化剂的表面性能，进而影响它的催化活性。比如，在Al₂O₃载体担载金属钴的过程中钴离子会迁移到Al₂O₃的晶格中形成CoAl₂O₄化合物。铁的氧化物和过渡金属氧化物或其碳酸盐发生固-固作用形成相应的铁氧体氧化物CoFe₂O₄。钯、金纳米微粒具有高表面能，容易发生团聚。若将钯、金复合贵金属纳米微粒负载在载体上可有效地阻止其团聚，而且更有效对制备的催化剂进行分离回收。从而提高催化剂的催化活性和利用率。

Fe₃O₄纳米粒子显示典型的超顺磁性，在生物医学、磁记录材料、磁流体复合材料、催化剂等方面有着潜在的应用前景。

Heck反应是有机卤化物与烯烃在强碱和钯催化下生成取代烯烃的偶联反应，是过渡金属催化最重要也是应用最有前景的碳碳键形成的反应之一，在有机中间体，有机功能材料，药物，天然产物等合成中被广泛应用。

在反应中常常会遇到催化剂容易失活、回收利用率不高、破坏环境等问题，且后处理比较麻烦。本方法提供了一种清洁环保而又方便的催化剂。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种在Heck反应中有效且易回收的具有优异催化性能的磁性AuPd/Fe₃O₄纳米催化剂的制备方法。

本发明采取的技术方案是：

本发明的AuPd/负载型纳米磁性催化剂载体为Fe₃O₄，活性组分是Pd和Au，催化剂中Pd和Au的质量分数分别为0.67％和1.22％。

优选：催化剂中Pd和Au的质量分数分别约为0.67％和1.22％。

活性组分Pd和Au，其平均粒径分别约为7.5纳米和11.5纳米。

本发明的AuPd/负载型纳米磁性催化剂的制备方法的具体步骤如下：

(1)载体的制备及其预处理

通过水热法将铁离子前驱体氧化还原成的Fe₃O₄纳米颗粒，使用去离子水、无水乙醇进行清洗，直至上层液体透明，然后将其用无水乙醇定容，备用；在清洗过程中通过铁磁体对Fe₃O₄纳米颗粒进行分离；

(2)Au-Pd溶胶的制备

向氯钯酸和氯金酸混合液中添加稳定剂，搅拌均匀后滴加还原剂溶液，继续搅拌制得稳定Au-Pd溶胶；

(3)磁性AuPd/Fe₃O₄纳米催化剂的制备

将从步骤(1)中所得的载体加入由步骤(2)制得的Au-Pd溶胶中，机械搅拌后静置，抽滤，烘干，得AuPd/Fe₃O₄催化剂。

步骤(1)中，所述的铁离子前驱体是FeCl₃·6H₂O、FeCl₂·4H₂O、FeCl₂·2H₂O或FeCl₂。

步骤(2)中，所述的稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或聚乙烯醇；所述的还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾或焦性没食子酸。

步骤(2)中，氯钯酸和氯金酸混合液中摩尔比为1:1.6、稳定剂与氯钯酸和氯金酸混合液摩尔比为22:1；还原剂与氯钯酸和氯金酸混合液摩尔比为31:1。

步骤(2)中，继续搅拌0.5h

步骤(3)中，Au-Pd溶胶与载体质量比为1:52。

本发明的AuPd/负载型纳米磁性催化剂可以用于Heck反应。

磁性AuPd/Fe₃O₄纳米催化剂在Heck反应中的具体步骤如下: