磁性膦配体稳定的微胶囊钯催化剂的制备研究

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新型催化剂及新型催化技术一直是国内外化学化工科技工作者的热点研究领域。本课题采用分散聚合法设计合成磁流体包覆于微胶囊膜内,微胶囊表面键合膦配体的磁性微胶囊,在此基础上,经配体交换制得微胶囊膜表面膦配体稳定的磁性微胶囊钯催化剂。利用其顺磁性,简化回收利用及反应产物的分离提纯,以Suzuki反应为探针反应,考察催化剂寿命和活性,为负载型催化剂的应用提供实际依据。本文将对溴苯乙烯转化为格式试剂,再与氯化二苯基膦反应制得对位连有膦配体的苯乙烯单体。将制备的单体、交联剂、引发剂及表面活性剂修饰的磁流体等用分散聚合法分散于含有一定量乳化剂的水溶液中,制得膦配体键合于膜表面的磁性微胶囊。用光学显微镜观察引发剂、交联剂、磁流体及乳化剂不同含量对微胶囊形态与粒径的影响。测定微胶囊的配体含量及磁含量并对其稳定性进行分析。最后通过配体交换制得膦配体稳定的磁性微胶囊钯催化剂。光学显微镜观察其形态及粒径分布,采用X射线光电子能谱仪(XPS)确定钯的存在形态,用等离子发射光谱仪(ICP)确定配体/钯的比率。综合各种因素最后得出制备磁性膦配体稳定的微胶囊钯催化剂的最佳条件为:连续相中组成为2%的聚乙烯醇(PVA)及0.15%十二烷基硫酸钠(SDS)的水溶液;分散相中组成为10ml含有0.5g单体、0.15ml二乙烯基苯(DVB)、0.10g偶氮二异丁腈(AIBN)及固含量50%的2ml磁流体的二氯甲烷溶液。得到的微胶囊催化剂配体/钯的比率为4.379,钯的价态有零价、二价及四价,且零价钯存在的比率大。通过催化溴苯与苯硼酸的Suzuki反应表明催化剂回收后能重复使用9次,活性基本保持不变,产物的收率达到90%以上。
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