本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑的制備方法。

背景技術(shù)：

催化劑的作用主要可歸結(jié)為三個方面：一是提高反應(yīng)速度，增加反應(yīng)效率；二是決定反應(yīng)路徑，有優(yōu)良的選擇性，例如只進行氫化、脫氫反應(yīng)，不發(fā)生氫化分解和脫水反應(yīng)；三是降低反應(yīng)溫度。貴金屬納米粒子由于其較小的尺寸，使其表面具有較高的表面能，因而其催化活性相對較高，但是小粒徑的金屬納米粒子表面能較容易團聚變形從而減小表面能，導(dǎo)致貴金屬納米粒子極其不穩(wěn)定，影響貴金屬納米粒子的使用壽命。

suzuki偶聯(lián)反應(yīng)是指在催化劑催化下鹵代烴與有機硼試劑之間的反應(yīng)，它的反應(yīng)條件相對溫和，是制備多種不對稱聯(lián)苯類化合物的重要方法之一。氯苯相比碘苯和溴苯而言，價廉易得，是suzuki偶聯(lián)反應(yīng)的理想原料。但是由于氯苯較低的反應(yīng)活性，在實際生產(chǎn)和應(yīng)用中受到很大的限制，現(xiàn)有技術(shù)中通過采用金納米粒子作為催化劑應(yīng)用到氯苯反應(yīng)中，聯(lián)苯的產(chǎn)率僅達到87%，其使用壽命穩(wěn)定在一個月。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑的制備方法，利用聚苯胺及其衍生物其易合成、低價格、環(huán)境穩(wěn)定性及其氧化還原特性，以鄰巰基苯胺作為還原劑、硝酸鈀作為氧化劑，在無外加添加劑的條件下通過一步化學(xué)合成法得到穩(wěn)定性高、粒徑小的聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑的制備方法，該制備方法的步驟為：

1）將鄰巰基苯胺溶解于20ml濃度為0.1-1.0mol/l的鹽酸溶液中；

2）經(jīng)充分攪拌后一次性加入濃度為0.05-0.5mol/l的硝酸鈀溶液；

3）常溫下攪拌6小時以上；

4）反應(yīng)結(jié)束后，離心、洗滌得催化劑；

5）將制得的聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑放于60℃烘箱內(nèi)24h，備用。

進一步的，步驟1）和2）中，所述鄰巰基苯胺與硝酸鈀的摩爾比為2:1。

進一步的，上述制備方法中，所述鄰巰基苯胺的質(zhì)量為100mg，所述鹽酸溶液的濃度為0.1mol/l，所述硝酸鈀溶液的濃度為0.1mol/l，體積為4ml。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明將聚苯胺及其衍生物作為一種穩(wěn)定劑載體，使其與鈀納米粒子進行復(fù)合，可制備出新型的貴金屬/聚苯胺衍生物納米復(fù)合材料，這樣不僅保持了鈀納米粒子所具有的熱、電、光、磁等性能，還能提高其分散性和穩(wěn)定性，拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域。

2、本發(fā)明催化劑制備簡便易行，實驗試劑易得，以鄰巰基苯胺作為還原劑、硝酸鈀作為氧化劑，通過控制兩種實驗試劑的摩爾比影響反應(yīng)速度，合成途徑簡單，重現(xiàn)性好，產(chǎn)品質(zhì)量較高。

3、本發(fā)明得到的聚鄰巰基苯胺負載鈀穩(wěn)定性高，將之常溫放置6個月，不發(fā)生明顯聚變。將之用于氯苯與苯硼酸的suzuki偶聯(lián)反應(yīng)中，具有良好的催化活性，可多次循環(huán)使用，聯(lián)苯的產(chǎn)率可達到96%，提高了反應(yīng)效率。

附圖說明

圖1為實施例1新制備得到的聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑的tem照片，標尺為20nm；

圖2為實施例2常溫下放置6個月后的聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑的tem照片，標尺為20nm。

具體實施方式

實施例1

本實施例的聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑的制備方法，其步驟為：

1）將100mg鄰巰基苯胺溶解于20ml0.1mol/l的鹽酸溶液中，

2）經(jīng)充分攪拌后一次性加入4ml0.1mol/l硝酸鈀溶液，

3）常溫下攪拌6小時以上，

4）反應(yīng)結(jié)束后，離心、洗滌，

5）將制得的催化劑放于60℃烘箱內(nèi)24h，備用。

實施例2

將實施例1中制得的催化劑在常溫下放置6個月，備用。

按照上述具體實施方式采用的方法，可制備出如圖1、2所示的形貌。

根據(jù)實施例1、2可知，通過本方法制備的催化劑的粒徑小，其穩(wěn)定性也高，鈀納米粒子粒徑小于1nm，且無聚集。

實施例3

聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑用于氯苯與苯硼酸的suzuki偶聯(lián)反應(yīng)

在100ml平底密閉容器中分別加入2.0mmol氯苯、2.4mmol苯硼酸、8.0mmol氫氧化鈉以及40ml二次水，于80℃下，在磁力攪拌器上充分攪拌使溶液完全混合，待上述各物質(zhì)完全溶解后，再向上述混合溶液中加入一定量實施例1所制得的聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑，充分攪拌條件下反應(yīng)4小時。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)后的混合液冷卻至室溫、離心，將底部鈀催化劑沉淀收集以備循環(huán)使用；上層清液用無水乙醚萃取三次，向萃取后溶液中加入過量無水硫酸鈉干燥、過濾，再將過濾后溶液稀釋到一定濃度，通過氣相色譜法對產(chǎn)物進行定量分析。聯(lián)苯的產(chǎn)率可達96%，該催化劑循環(huán)使用6次，其聯(lián)苯產(chǎn)率沒有明顯降低，結(jié)果如表1所示。

表1聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑催化氯苯與苯硼酸偶聯(lián)反應(yīng)的循環(huán)使用實驗結(jié)果

實施例4

聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑用于氯苯與苯硼酸的suzuki偶聯(lián)反應(yīng)

將按實施例1所制得的聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑放置不同時間后，將其用于實施例3所述的氯苯與苯硼酸的suzuki偶聯(lián)反應(yīng)。新制備聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑催化氯苯與苯硼酸的suzuki偶聯(lián)反應(yīng)，聯(lián)苯產(chǎn)率為96%，該催化劑常溫常壓下放置6個月后，聯(lián)苯產(chǎn)率沒有明顯降低，結(jié)果如表2所示。

表2聚鄰巰基苯胺負載鈀納米催化劑放置時間對催化氯苯與苯硼酸偶聯(lián)反應(yīng)的影響

根據(jù)實施例3、4可知，通過本方法制備的催化劑的粒徑小、穩(wěn)定性高、催化活性高，可多次循環(huán)使用。