[发明专利]一种水滑石负载钯基合金催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种水滑石负载钯基合金催化剂，其特征在于，表达式为PdT_x/MAl-LDH，其中PdT_x为钯基双金属合金纳米粒子，T代表廉价过渡金属Co、Ni、Fe或Cu，x代表过渡金属T与Pd的摩尔比，为0.1～2.2，Pd的质量百分含量为0.01wt％～1.0wt％，粒子尺寸1.48nm～2.22nm；MAl-LDH为水滑石载体，M为Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺和Cu²⁺二价金属离子中的任意一种或两种，水滑石载体呈现沙漠玫瑰花状的多级结构，是由大小为100～240nm厚度为10.0～20.0nm的纳米片自组装而成；

该水滑石负载钯基合金催化剂在碘代芳烃与烯烃的Heck偶联反应中表现出优异的催化性能，反应条件：1mmol碘代芳烃，1.5mmol烯烃，一定量的催化剂活性物种Pd占底物碘代芳烃的摩尔百分比为0.30mol％，3mmol碳酸钾，溶剂为12mL N,N-二甲基甲酰胺与4mL水的混合溶液，120℃，反应1h后碘代芳烃的转化率达99.1％～100％，目标产物反式苯乙烯衍生物的产率达97.4％～99.4％。

2.一种权利要求1所述的水滑石负载钯基合金催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)水滑石载体的制备

称取0.009～0.015mol的硝酸盐和0.003～0.005mol九水合硝酸铝溶于100mL去离子水中，配制成混合盐溶液；称取0.02～0.04mol NaOH和0.006～0.012mol Na₂CO₃溶于100mL去离子水中，配制成混合碱溶液；于500mL四口烧瓶中加入100mL去离子水，然后缓慢滴加上述混合碱溶液至pH为10±0.1，稳定5min后同时滴加上述混合盐溶液和混合碱溶液始终保持pH为10±0.1，直至混合盐溶液滴加完毕，将所得浆液于65℃水浴中晶化4h，冷却至室温后用去离子水离心洗涤至上清液的pH为7，将所得沉淀在60℃下干燥24h得到水滑石载体MAl-LDH，M为Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺和Cu²⁺二价金属离子中的任意一种或两种；

(2)PdT_x-PVP纳米粒子溶胶的制备

称取5.64mmol PdCl₂和11.3mmol KCl溶于去离子水中，配制成摩尔浓度为0.056mol/L的100mL四氯钯酸钾溶液；称取5.00mmol T的氯化盐溶于去离子水中，配制成摩尔浓度为0.050mol/L的100mL T的氯化盐溶液；将0.82g～2.46g聚乙烯吡咯烷酮PVP溶于150mL去离子水中，往其中加入2.5mL上述四氯钯酸钾溶液和0.85～8.5mL T的氯化盐溶液，再加入50mL乙二醇，滴加1mol/L NaOH溶液使体系pH为12～13，然后在140℃油浴中回流2h，自然冷却至室温得到深棕色溶胶，即PdT_x-PVP纳米粒子溶胶，T为Co、Ni、Fe和Cu元素中的任意一种；

(3)水滑石负载钯基合金催化剂PdT_x/MAl-LDH的制备

取100mL上述PdT_x-PVP纳米粒子溶胶，加入0.5g～7.5g MAl-LDH载体，室温下机械搅拌2h，用丙酮和去离子水交替离心洗涤两次，将所得沉淀在60℃下真空干燥24h得到催化剂PdT_x/MAl-LDH；

步骤(1)所用的M的硝酸盐为Mg(NO₃)₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O和Cu(NO₃)₂·3H₂O中的任意一种或两种；

步骤(2)所用的T的氯化盐为CoCl₂·6H₂O、NiCl₂·6H₂O、FeCl₃·6H₂O和CuCl₂·2H₂O中的任意一种。