[发明专利]一种聚多巴胺球锚定Pd纳米颗粒催化剂制备方法

说明书

本发明公开了一种聚多巴胺球锚定Pd纳米颗粒催化剂，通过调控DA的聚合反应时间，形成不饱和含氮官能团配位键，加强载体与活性中心Pd纳米颗粒的相互作用，聚多巴胺表面丰富的化学基团为Pd提供稳定的吸附位点，将聚多巴胺的聚合和Pd的负载在一个流程中进行，使得Pd纳米颗粒在动态沉积过程中，找寻到更多的位点，具有更好的分散性和稳定性，提高催化剂的催化性能，增强催化剂的稳定性，合成的催化剂中大量的含氮和氧官能团与Pd形成稳定配位键，有效抑制了Pd纳米粒子的流失与团聚，从而降低催化剂的成本，主要解决传统催化剂在Heck反应中稳定性差、反应活性低和制备流程复杂的问题，且通过一锅法合成催化剂，简化制备过程，降低制备成本。

技术领域

本发明涉及催化剂合成技术领域，尤其涉及一种聚多巴胺球锚定Pd纳米颗粒的催化剂的制备方法及其在Heck反应中的应用。

背景技术

Heck反应是构成碳碳双键的重要合成反应之一，自从20世纪60年代末Heck和Morizoki独立发现该反应以来,研究人员通过对催化剂和反应条件的不断改进使其应用范围越来越广泛，比如合成医药中间体、香料、染料等领域。目前，贵金属Pd是催化Heck反应的最高效的活性中心。传统上，Heck反应使用的Pd基催化剂为含有膦配体的均相催化剂。这类均相Pd催化剂虽然能促进反应的进行，但在反应后，催化剂难以回收，污染产物，提纯繁琐等缺点使得其不能大规模的工业化应用。将金属Pd负载在聚合物、碳材料、二氧化硅等有机或无机载体上，反应结束后催化剂能简便的回收，并在新一轮的反应中继续使用，该方法能有效解决均相Pd基催化剂存在的问题。因此，非均相Pd基催化剂的研究至关重要。

聚多巴胺(PDA)是一种由天然生物递质多巴胺在碱性有氧的环境下自聚而得的化学结构稳定的聚合物。聚多巴胺中大量的含氮官能团(胺-NH-和亚胺＝N-)与Pd形成配位键，有效抑制了Pd纳米粒子的流失与团聚，且催化剂能够有效的回收和分离，防止了产物的污染及再提纯过程，降低了催化剂的成本。目前文献中报道的非均相钯基催化剂大多需要2-4步的制备步骤，其制备过程繁琐复杂。本发明采用―一锅法”来制备催化剂，该方法较之其他方法更简单便捷，且制备过程无污染物产生，属于绿色环保的制备方法，具有潜在的工业化价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、高效的聚多巴胺球锚定Pd纳米颗粒的催化剂的制备方法，主要解决传统催化剂在Heck反应中稳定性差、反应活性低和制备流程复杂的问题。

通过调控DA的聚合反应时间，形成不饱和含氮官能团配位键，加强载体与活性中心Pd纳米颗粒的相互作用，聚多巴胺表面丰富的化学基团为Pd提供稳定的吸附位点，将聚多巴胺的聚合和Pd的负载在一个流程中进行，使得Pd纳米颗粒在动态沉积过程中，找寻到更多的位点，具有更好的分散性和稳定性，提高催化剂的催化性能，增强催化剂的稳定性，合成的催化剂中大量的含氮和氧官能团与Pd形成稳定配位键，有效抑制了Pd纳米粒子的流失与团聚，从而降低催化剂的成本，主要解决传统催化剂在Heck反应中稳定性差、反应活性低和制备流程复杂的问题，且通过一锅法合成催化剂，简化制备过程，降低制备成本。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚多巴胺球锚定Pd纳米颗粒催化剂制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

将一定量的无水乙醇、Tris溶液、多巴胺盐酸盐DA和(NH₄)₂PdCl₄溶液加入到反应容器中，室温下搅拌一段时间，抽滤得黑色固体，真空干燥，得到的黑色固体在H₂/N₂中还原，即得聚多巴胺球锚定Pd纳米颗粒催化剂Pd/PDA-0h。

进一步的，所述所述室温为25℃，搅拌时间为24h。

进一步的，所述真空干燥温度为60℃，干燥时间为12h。