石墨烯基材料固載金屬配合物體系的構(gòu)建及其催化應(yīng)用研究.pdf

1、石墨烯作為碳納米材料家族的一顆新星，以其獨特的二維結(jié)構(gòu)和卓越的性質(zhì)引起了相關(guān)理論研究和應(yīng)用探索的熱潮。在非均相催化領(lǐng)域，石墨烯不僅可以通過功能化改性成為有效的非均相催化劑，在固載應(yīng)用方向更是展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢，成為負載各類催化活性物質(zhì)理想的載體，尤其在金屬配合物固載方面具有巨大的潛在應(yīng)用價值。本文針對該研究領(lǐng)域的空白和不足，創(chuàng)新性地提出了一系列石墨烯載體固載金屬配合物的有效方案，制備出高效、可回收復(fù)用的配位催化劑，以構(gòu)建石墨烯基材料與非均

2、相配位催化的橋梁。
　　本研究首先探索了以石墨烯基材料為載體共價固載威爾金森催化劑[RhCl(PPh3)3]的新方法。利用硅烷化反應(yīng)實現(xiàn)了氧化石墨烯的氨基化改性，通過進一步的軸向配位過程完成了威爾金森催化劑的固載，銠催化劑固載量可達0.42 mmol g–1。以環(huán)己烯加氫反應(yīng)為探針反應(yīng)，非均相催化劑展現(xiàn)出高效的催化性能，催化活性是均相威爾金森催化劑的數(shù)倍，同時具有優(yōu)異的回收和復(fù)用性能，重復(fù)使用5次活性未發(fā)生變化。
　　本研究

3、進一步探討了固載配體對金屬配合物催化性質(zhì)的影響，利用共價固載方案將釕配合物[RuCl2(PPh3)3]固載于石墨烯載體上，由于固載配體對釕配合物的改性作用，制備的非均相催化劑具有催化烯烴和酮加氫的雙效催化性能，并且對烯烴加氫具有更高的活性和化學(xué)選擇性，非均相催化劑穩(wěn)定性和復(fù)用性能優(yōu)異，5次復(fù)用后催化活性沒有明顯的下降。
　　本研究將金屬配合物的制備與固載過程耦合，以氧化石墨烯為平面模板，通過“Graft from”的接枝形式在石墨

4、烯基底上生長銅席夫堿配合物，建立了金屬配合物在石墨烯載體表面原位合成與固載的新方法。原位合成固載的催化劑對烯烴環(huán)氧化反應(yīng)具有高效催化作用，并且雙接枝的固載結(jié)構(gòu)使催化劑異常穩(wěn)定，催化劑回收復(fù)用12次活性基本不變，簡捷而牢固的固載方案為石墨烯基非均相配位催化劑在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提供了研究基礎(chǔ)。
　　本研究利用一鍋硅烷化法對氧化石墨烯進行叔胺小分子和乙二胺配體雙功能修飾，通過進一步原位合成鈀(二胺)配合物，構(gòu)建了基于石墨烯載體的鈀配合物