基于磁性金属有机骨架材料的多功能催化剂Fe3O4@IRMOF-3/Pd的制备及催化性能

doi:10.7503/cjcu20150511

高等学校化学学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (3): 573.doi: 10.7503/cjcu20150511

基于磁性金属有机骨架材料的多功能催化剂Fe₃O₄@IRMOF-3/Pd的制备及催化性能

张艳梅¹, 张静², 李晓芳², 储刚², 田苗苗², 权春善¹

1. 大连民族大学生命科学学院, 大连 116600;
2. 辽宁石油化工大学化学与材料科学学院, 抚顺 113001

收稿日期:2015-07-01 修回日期:2016-01-06 出版日期:2016-03-10 发布日期:2016-01-06
通讯作者: 张艳梅,女,博士,副教授,主要从事纳米多相催化剂的设计合成及应用研究.E-mail:ymzhang@dlnu.edu.cn E-mail:ymzhang@dlnu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号:21203017)、中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室开放基金(批准号:N-11-03)、辽宁省高等学校优秀人才支持计划和中央高校基本研究业务费专项资金(批准号:DC201502020304)资助.

Preparation of Fe₃O₄@IRMOF-3/Pd and its catalytic performances as a Heterogeneous Multifunctional Catalyst

ZHANG Yanmei¹, ZHANG Jing², LI Xiaofang², CHU Gang², TIAN Miaomiao², QUN Chunshan¹

1. College of Life Science, Dalian Nationalities University, Economical and Technological Development Zone, Dalian 116600, China;
2. School of Chemistry and Material Science, Liaoning Shihua University, Fushun 113001, China

Received:2015-07-01 Revised:2016-01-06 Online:2016-03-10 Published:2016-01-06
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.21203017), the Open Fund of State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences(No.N-11-3), the Program for Liaoning Excellent Talents in University, China and the Fundamental Research Funds for the Central Universities, China(No.DC201502020304).

摘要/Abstract

摘要：

采用逐层自组装方法制备了磁性Fe₃O₄@IRMOF-3复合材料,通过浸渍法将Pd纳米粒子负载到Fe₃O₄@IRMOF-3上,得到多功能催化剂Fe₃O₄@IRMOF-3/Pd.用粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及原子吸收(AAS)等方法对材料的组成和结构进行了表征,并考察了催化剂在Knoevenagel缩合反应、Suzuki偶联反应和烯烃催化加氢反应中的催化性能.结果表明,磁性Fe₃O₄@IRMOF-3/Pd催化剂在Knoevenagel缩合反应和Suzuki偶联反应中均表现出较好的催化活性和一定的循环稳定性.在烯烃的催化加氢反应中,催化剂可以高效催化多种烯烃的加氢反应,并表现出对底物的尺寸选择性.在苯乙烯的催化加氢反应中,催化剂循环使用9次,转化率依然大于99%,并且催化剂结构没有明显变化.

关键词: Fe₃O₄, 金属有机骨架材料, 钯, 磁性分离, Knoevenagel缩合反应, 加氢反应, Suzuki偶联反应

Abstract:

Pd nanoparticles supported on Fe₃O₄@IRMOF-3 fabricated by a step-wise assembly method was prepared and evaluated as a potential heterogeneous catalyst for Knoevenagel condensations, Suzuki-coupling and hydrogenations. The results demonstrated that the magnetic multifuctional material was active and stable as a heterogeneous catalyst for the reactions mentioned above. Remarkabaly, It was an effective and size selective catalyst for alkenes. Furthermore, it could be magnetically recovered and reused for at least 9 times without obvious loss of activity.

Key words: Fe₃O₄, IRMOF-3, Pd, Magnetic seperation, Knoevenagel condensation, Hydrogenation, Suzuki-coupling

中图分类号:

O643.3

TrendMD:

张艳梅, 张静, 李晓芳, 储刚, 田苗苗, 权春善. 基于磁性金属有机骨架材料的多功能催化剂Fe₃O₄@IRMOF-3/Pd的制备及催化性能. 高等学校化学学报, 2016, 37(3): 573.

ZHANG Yanmei, ZHANG Jing, LI Xiaofang, CHU Gang, TIAN Miaomiao, QUN Chunshan. Preparation of Fe₃O₄@IRMOF-3/Pd and its catalytic performances as a Heterogeneous Multifunctional Catalyst. Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(3): 573.

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基于磁性金属有机骨架材料的多功能催化剂Fe₃O₄@IRMOF-3/Pd的制备及催化性能

Preparation of Fe₃O₄@IRMOF-3/Pd and its catalytic performances as a Heterogeneous Multifunctional Catalyst

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