[发明专利]用于交叉偶联反应的Pd/凹凸棒石催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于交叉偶联反应的Pd/凹凸棒石催化剂的制备方法，该催化剂的制备方法包括以下步骤：首先对凹凸棒石进行制浆提纯、酸活化得到纳米凹凸棒石，然后以纳米凹凸棒石为载体，对Pd盐溶液进行吸附负载，随后经过干燥、退火处理得到Pd/凹凸棒石催化剂。本发明一方面通过退火处理提高了活性金属组分的催化性能和稳定性能，另一方面扩大了凹凸棒石的应用范围和提高了凹凸棒石的附加值；本发明制备的Pd/凹凸棒石催化剂具有制备工艺简单、催化剂与产物容易分离等特点。

技术领域

本发明涉及制备一种用于电化学制氢、赫克反应的凹凸棒石负载有序金属催化剂，属于凹凸棒石的利用以及催化剂制备技术领域。

背景技术

众所周知，交叉偶联反应的效率高、选择性好、反应条件温和，是现代有机合成有效手段。在交叉偶联反应中，金属钯是不可或缺的催化剂，钯作为配位物的作用下，卤代化合物和非过渡金属有机化合物能够高选择性的以形成碳-碳键的方式联接在一起，常用于萘谱生、内皮素拮抗剂等各类有机化合物的合成。

催化是重要的化学反应过程，在催化反应过程中，催化剂与反应物发生化学作用，改变了反应途径，从而降低了反应的活化能和极大的提高反应速率。催化剂是催化反应的核心，催化剂的性能对反应物的转化率和产物的得率及选择性有具有重要的影响。

通常，催化剂分为均相催化剂和非均相催化剂。均相催化剂具有活性中心均一、高活性和高选择性，但均相体系下催化剂不易回收，催化剂成本较高。为了提高催化的经济性，常将催化剂活性金属组分负载到固态载体中制备成非均相催化剂。然而，由于活性组分粒子团聚、活性组分流失、积炭等各种因素的影响，与均相催化剂相比，非均相催化剂的催化活性较低，在一些催化反应中难以达到理想的效果。大量的研究表明退火处理可改变催化剂表面的原子粒径和排布，从而提高其催化活性。

凹凸棒石是一种多孔性链层状含水富镁铝硅酸盐矿物，具有独特的棒晶状结构，是一种天然的一维纳米材料。凹凸棒石具有较大的比表面积和吸附容量，良好的热稳定性和化学稳定性。凹凸棒石晶体结构单元中所含有的Mg^{2 +}、Al^{3 +}离子很容易被其他金属离子交换，层结构中的结构羟基基团可形成Bronst酸位点，而暴露的Al³⁺离子则形成Lewis酸位点，因此凹凸棒石是一种优良的催化剂载体。凹凸棒石经过适当的退火处理能够在保持结构稳定的情况下，选择性的脱去吸附水和沸石水。

发明内容

本发明的目的是：提供一种用于交叉偶联反应的Pd/凹凸棒石催化剂的制备方法，该制备方法中通过退火处理提高活性金属组分的催化性能和稳定性能，扩大凹凸棒石的应用范围和提高凹凸棒石的附加值，制备所得的Pd/凹凸棒石催化剂具有制备工艺简单、催化剂与产物容易分离等特点。

本发明的技术解决方案是：用于交叉偶联反应的Pd/凹凸棒石催化剂的制备方法，该催化剂的制备方法包括以下步骤：首先对凹凸棒石进行制浆提纯、酸活化得到纳米凹凸棒石，然后以纳米凹凸棒石为载体，对Pd盐溶液进行吸附负载，随后经过干燥、退火处理，得到Pd/凹凸棒石催化剂。

其中，所述的纳米凹凸棒石的制备方法是：

（1）制浆提纯：将100重量份凹凸棒石原矿，300~500重量份水混合均匀，高速剪切机剪切30~180 min，浆料过15~80目筛，溶液依次经过过滤、烘干、粉碎、过200目筛得纯化凹凸棒石；

（2）酸活化：将50重量份纯化凹凸棒石，150~300重量份水和10~50重量份酸混合均匀，50~90℃恒温搅拌30~180 min，然后过滤、烘干、粉碎、过200目筛，得纳米凹凸棒石。

其中，所述的酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种。

其中，Pd/凹凸棒石催化剂的制备方法包括以下具体步骤：