[发明专利]一种介孔有机金属钯催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种介孔有机金属钯催化剂及其制备方法。本发明提供的催化剂的有机金属活性位嵌于介孔材料孔壁的球形纳米短孔道，活性位分散均匀，不会造成孔道堵塞；催化剂形貌规整且孔道较短，有利于反应物分子的扩散和吸附，使其催化性能较传统的具有不规则形貌的催化剂有一定的提高，且可以重复使用。由实施例的结果可知，本发明得到的催化剂为球形，表面有介孔存在，球形粒径大约为200～400nm；催化不同反应原料的Suzuki反应的转化率均大于85％，产率均大于85％；催化Barbier反应的转化率最大可达99％，产率最高可达85％。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种介孔有机金属钯催化剂及其制备方法。

背景技术

过渡金属Rh、Pd、Ru等催化的Sonogashira、Suzuki、Heck等反应是重要的C-C偶联反应的类型，在合成聚合物、农药、医药等方面有着很广泛的运用。但此类反应大多是在有机溶剂中进行，反应后的有机废液不仅会因后处理过程增加生产成本，而且容易造成严重的环境污染。

水是一种广泛存在的清洁、无毒无害的物质，以水代替有机溶剂可以降低生产成本，减少环境污染。然而，目前水介质清洁反应使用的大多是均相有机金属催化剂，此类催化剂难分离、回收和重复使用，容易给环境带来重金属污染。非均相催化剂可以实现催化剂的重复使用，但其催化活性和选择性都较低。目前所使用的有序介孔硅非均相催化剂形貌不规整，且孔道较长，对反应物分子的扩散存在一定的阻碍，从而影响其催化性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种介孔有机金属钯催化剂及其制备方法，本发明提供的催化剂形貌规整，孔道较短，催化性能优异。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种介孔有机金属钯催化剂的制备方法，包含如下步骤：

将2-羟基-5-硝基吡啶、甲醛和苯酚在碱液中进行聚合反应，得到前驱体；

将所述前驱体和模板剂进行复合，得到前驱体复合物；

将所述前驱体复合物在水中进行水热陈化，得到陈化前驱体；

对所述陈化前驱体进行焙烧，得到介孔高分子材料；

将所述介孔高分子材料在钯源溶液中进行功能化，得到介孔有机金属钯催化剂。

优选的，所述2-羟基-5-硝基吡啶和苯酚的质量比为(10～25):(50～70)。

优选的，所述甲醛为甲醛溶液，所述甲醛溶液的质量浓度为35～40％；

所述2-羟基-5-硝基吡啶的质量和甲醛溶液的体积比为(10～25)g:(180～250)mL。

优选的，所述聚合反应的温度为80～90℃，时间为0.1～1h。

优选的，所述2-羟基-5-硝基吡啶和模板剂的质量比为(10～25):(90～100)。

优选的，所述复合的温度为80～90℃，时间为15～20h。

优选的，所述水热陈化过程中前驱体复合物和水的体积比为(40～50):(130～150)；

所述水热陈化的温度为120～140℃，时间为20～30h。

优选的，所述焙烧的温度为370～390℃，时间为5～10h。

优选的，所述介孔高分子材料和钯源的质量比为(480～520):(80～100)；

所述功能化的时间为20～30h。

本发明还提供了上述技术方案任意一项所述制备方法得到的介孔有机金属钯催化剂。