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亚纳米级的Pd团簇的简易合成:Pd/PEG-PNIPAM复合物及其Suzuki反应中的极高催化性能

陈哲 , 梁宇 , 贾大爽 , 志民 , 宋卫国

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(17)62797-9

由于纳米材料的小尺寸效应,在异相催化剂中,超小的催化剂颗粒往往具有很好的催化性能,多种多样的合成稳定的小纳米颗粒的方法如百花齐放地报道出来.在这些合成方法中,为了防止小颗粒的长大,往往需要稳定剂,常用的稳定剂如功能性纳米材料,树枝状分子等.但是,由于其稳定性较差,制备超小的纳米颗粒往往非常困难,表面吸附的稳定剂也会影响其催化活性.Suzuki反应在现代精细化工合成中具有非常重要的地位.合成容易回收分离的且足以催化氯苯的异相Pd催化剂,将是一个重大的突破.我们使用单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP)方法,合成了夹心型的PEG-PNIPEM聚合物,PNIPAM聚合在PEG-1的两端,两端都连接了25个NIPAM分子.通过氢核磁共振(1H NMR),凝胶渗透色谱(GPC)和傅里叶变化红外光谱(FTIR),我们证明了PNIPAM已经成功地接枝在PEG的两端,PEG-PNIPAM的数均分子量Mn,GPC为7841.通过简单的负载流程,我们将Pd纳米颗粒成功的地负载在PEG-PNIPAM共聚物上,得到Pd/PEG-PNIPAM催化剂,Pd的负载量为4.4 wt%.在透射照片中,PEG-PNIPAM看起来像一个薄薄的片层.Pd的团簇颗粒很小,最大约2 nm.我们测量了制得的催化剂Pd/PEG-PNIPAM水溶液随着温度变化的光透过率曲线,最后确定该材料的LCST为41℃.我们认为在温度高于LCST进行反应时,催化剂的载体由亲水变成亲油,这样亲油的反应物分子将容易向催化剂载体扩散并富集.催化剂会形成一个亲油的微环境富集反应物,并形成反应微环境将大大提高催化速率.该催化剂在Suzuki反应中表现出了极好的催化能力.使用该催化剂催化Suzuki反应,我们发现苯硼酸和碘苯在80℃反应时10s内即可完全转化,TOF为4.3× 104 h-1.对于异相Pd催化剂而言,达到这个TOF是非常难得的,可与活性很高的均相催化剂比拟.室温下催化速率明显减慢,但也仍在1 min内转化完全,TOF为7.2×103h-1.当加大反应物的量,反应物/催化剂的比从120增加到1600,反应在3 min内达到100%转化,TOF为3.2× 104 h-1.即使使用苯硼酸和氯苯进行反应,也在5 min内达到了65%的转化.异相Pd催化剂催化氯苯的Suzuki反应是很难进行的,表明该纳米材料具有极佳的催化活性.然而,在催化苯硼酸与碘苯的连续3次反应中,催化剂的活性明显降低,直至失活.使用后的催化剂颗粒长大至几百纳米,许多小颗粒被包裹于其中.Pd颗粒有所长大,PEG-PNIPAM相互缠绕发生团聚,这也就是催化剂失活的原因.由于Pd/PEG-PNIPAM复合物可以通过其温度响应性回收,我们认为其在高效催化方面具有很好的应用前景.

关键词: 温度响应性 , 亲水聚合物 , 钯纳米团簇 , Suzuki反应

武钢U71Mn系列重轨生产成套技术达国际领先水平

钢铁研究

近日,武钢"高速铁路用U71Mn系列重轨生产成套技术研究"项目,通过了由湖北省科技厅组织、工程院院士崑教授主持的科技成果鉴定,达国际领先水平。

关键词: 国际领先水平 , 生产成套技术 , 重轨 , 武钢 , 科技成果鉴定 , 工程院院士 , 铁路用 , 科技厅

油井缓蚀剂研究与应用

忠兴

腐蚀科学与防护技术

油井缓蚀剂研究与应用忠兴(中原油田设计院,濮阳457001)1.前言中原油田已进入高含水期,油井系统腐蚀严重,直接影响了油田的正常生产l’].为了解决油井系统腐蚀问题,在中科院腐蚀所的专种“基础f,联合开发研制了!MC—SDeZS油井缓蚀剂.该剂以合成炔氧甲基胺和炔氧甲基季法盐衍生物,以这两种衍生物为主体成分复配辅助成分而成的水溶油分散吸附成股型缓蚀剂l’1.通过室内高温高压模拟评价试验.ZI口油井加药试验及测试表明l‘],平?...

关键词: null , inhibitor , IMC-80-2S

08CuPVRE钢耐大气腐蚀的机理

于敬敦 , 吴幼林 , 秀岭 , 张陆

中国腐蚀与防护学报

08CuPVRE钢耐大气腐蚀的机理于敬敦,吴幼林,秀岭,张陆(冶金部钢铁研究总院)一、前言我国研制的08CllPVRE耐候钢,在成都郊外经两年大气暴晒试验以及室内加速试验,表明其耐蚀性能明显优于碳钢,与日本耐候钢SPA-C的水平相当.为深入研究08CllPVRE钢的耐蚀特性,选用碳钢和SPA-C耐候钢作为对比试样,通过多种方法进行测试分析,以揭示08CllPVRE钢的耐蚀机理.二、试样与测?...

关键词:

实海飞溅区低合金钢锈层分析(摘要)

秀岭 , 马中华 , 张陆 , 王相润 , 黄桂桥

腐蚀科学与防护技术

实海飞溅区低合金钢锈层分析(摘要)秀岭,马中华,张陆(冶金部钢铁研究总院,北京100080)王相润,黄桂桥(青岛海洋腐蚀研究所,青岛266071)19种碳钢和低合金钢试样固定在青岛海水飞溅区栅式试验架L,经8年试验后,低合金钢15MnMoVN耐蚀性能明显优于其他十几种钢,为了弄清15MnMoVN锈层的特性,选用A3钢作对比试样,通过多种方法综合测试,研究它们的形貌、物相组成、结构及合金元素分布与耐蚀性的关系.15MnMoVN和A3钢的化学成分见表1.Tab....

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