透氢钯复合膜的原理、制备及表征

钯及其合金膜由于具有透氢性好和耐高温的特点,除了用作氢气分离和纯化器外,还可以用作脱氢、制氢等反应的反应器,以实现反应和分离的一体化,并提高转化率和选择性。本文综述了钯基复合膜的原理、制备及表征,并重点介绍了本研究组的光催化镀膜工艺。     

透氢钯复合膜的原理、制备及表征

钯及其合金膜由于具有透氢性好和耐高温的特点，除了用作氢气分离和纯化器外，还可以用作脱氢、制氢等反应的反应器，以实现反应和分离的一体化，并提高转化率和选择性。本文综述了钯基复合膜的原理、制备及表征，并重点介绍了本研究组的光催化镀膜工艺。     

膜催化研究——Ⅳ.钯-氧化铝/陶瓷复合膜

本文在无机氧化铝膜的基础上掺入钯,用sol-gel法制得钯-氧化铝/陶瓷复合膜,将该膜用于乙醇脱氢制乙醛反应,分别考察了反应温度、乙醇进样量以及内管惰性气体吹扫气流对乙醛产率的影响,并在相同条件下比较了常规反应器及单纯氧化铝膜反应器的结果.实验数据表明,氧化铝膜中掺入钯后可显著提高乙醛产率.本文测定了该复合膜的H_2/Ar分离系数、孔径分布,并利用电子显微镜、X射线衍射等手段对其进行了表征.     

负载型Heck反应催化剂的研究进展

Heck反应是一类重要的C-C偶联反应,传统的均相Heck反应催化剂存在分离和回收困难等问题;近年来负载型Heck反应催化剂的研究引起了人们的广泛关注.本文综述了钯基和非钯基负载型Heck反应催化剂的研究进展,评述了不同载体上催化活性组分对Heck反应的特点,并展望了其发展趋势.     

不饱和烃杂钯化反应在有机合成中的应用

不饱和烃杂钯化反应是合成高活性反应中间体烷基钯(II)和烯丙基钯(II)重要的途径. 这些钯的络合物, 在合适的条件下能被各种亲核试剂例如烯丙基卤、一氧化碳、不饱和烃、有机硼、有机锡等捕获. 经过一系列插入及消除反应, 能够有效地构建多种生理活性药物、有机功能分子以及重要合成骨架. 近年来, 引起了有机合成工作者的兴趣. 在这里, 对杂钯化最新进展进行综述.     

负载钯催化的Suzuki偶联反应研究进展

负载钯催化的Suzuki偶联反应,由于产物易分离、催化剂可重复使用,已引起人们的广泛关注.综述了近年来负载钯催化的Suzuki偶联反应研究进展,载体包括活性碳、金属氧化物、硅铝酸盐微孔分子筛、二氧化硅材料、活性粘土和聚合物等.     

多孔不锈钢表面的陶瓷修饰及所负载的透氢钯膜

多孔基体负载的钯膜具有优异的透氢性能,可作为氢气分离器应用于产氢、氢气回收、膜催化反应器等.近年来,以多孔不锈钢为基体的钯复合膜得到了快速的发展,该种膜组件具有更好的物理强度、易于密封和安装,因而具有更高的实用性.但多孔不锈钢一般不宜直接用作钯膜基体,需要进行陶瓷修饰.本文分别介绍了多孔不锈钢、陶瓷修饰层与钯膜三个组成部分,其中重点介绍了多孔不锈钢表面的陶瓷修饰这一关键技术环节.     

钯合金膜分离纯化氢同位素的研究进展

钯合金膜因其具有优异的透氢性能及良好的化学和热稳定性,已被广泛应用于氢同位素的分离纯化领域。而PdAg和PdY合金膜在众多钯合金膜中透氢性能出色备受关注。本文比较了PdAg、PdY等多元钯合金膜的透氢性能及抗中毒情况,总结了PdAg复合膜的制备方法及透氢选择性,重点介绍了钯合金膜分离氢同位素的研究进展,并对钯合金膜的未来研究方向进行展望。     

两亲性芳香亚胺环钯化合物及其Langmuir-Blodgett膜的制备、表征及催化活性

合成并表征了一系列新型两亲性芳香亚胺环钯化合物.结果显示,该系列环钯催化剂可高效催化均相条件下的Heck和Suzuki偶联反应.将两亲性芳香亚胺环钯二聚体制成LB膜,其在异相条件下的催化活性是均相条件下的25倍.     

钯/陶瓷中空纤维复合膜反应器中的水煤气变换反应

 采用化学镀法制备了钯/陶瓷中空纤维复合膜,并将该膜反应器用于水煤气变换反应,考察了水碳摩尔比、反应温度及压力对反应的影响. 结果表明,膜反应器中的CO转化率不仅可以超过固定床反应器中的转化率,在一定条件下还可以超过反应的平衡转化率.     

钯的高选择性流动注射分析方法的研究

Pd(Ⅱ)与DBC-偶氮氯膦在硫酸介质中经加热发生络合显色反应,将此显色反应与流动注射分析技术结合,研究了影响该流动注射显色体系的各种因素,建立了钯的流动注射分析方法.用该方法可不经分离直接测定二次阳极泥和氯化渣中的钯.     

纳米钯膜电极的制备、结构表征和特殊反应性能

用循环伏安方法制备纳米钯膜电极,运用扫描隧道显微镜和原位红外光谱等方法研究其结构和反应性能.STM图像表明,制备的纳米钯膜具有特殊的层状结构,纳米级厚度的层状晶体由直径6nm左右的Pd微晶聚集而成.发现当钯膜厚度为几个纳米时,CO的吸附表现出异常红外效应,即红外谱峰反向和红外吸收显著增强(增强因子可达42.6).纳米钯膜电极对氢的反应也具有特殊的性能,与氢向钯晶格扩散吸收过程相比较,氢吸脱附的表面过程成为主要反应.研究结果还指出,纳米钯膜电极的异常红外效应和对氢反应的特殊性能与钯膜厚度密切关联,并可归结为钯膜材料的纳米尺度效应.     

含氮配体的分子内邻位钯化反应

总结了近年来含氮配体的分子内邻位钯化反应,分析了钯化试剂、金属环大小、溶剂以及底物结构等因素对钯反应的影响以及它们在有机合成中的应用,讨论了邻位钯反应的机制。     

壳聚糖席夫碱钯配合物催化碘代苯与苯乙烯交叉偶联反应的研究

水杨醛与壳聚糖反应制得壳聚糖席夫碱配体,此配体与钯盐反应得到壳聚糖席夫碱钯催化剂.研究了该催化剂对碘代苯(PhI)与苯乙烯偶联生成反式-二苯乙烯的催化性能.考察了不同反应因素(原料比、缚酸剂种类及其用量、反应温度、溶剂、催化剂用量、反应时间)对该反应的影响,由此确定了该催化反应的最佳反应条件.该催化剂经过滤分离、溶剂洗涤,循环使用6次仍有较高的催化活性,该催化剂对取代碘苯与苯乙烯的反应也有较高的催化活性.     

胺作为配体在钯催化偶联反应中应用

对近期我们研究小组及其它研究小组在利用胺作为钯催化偶联反应的配体研究进展进行了总结. 钯/胺作为催化体系主要应用的偶联反应包括: Suzuki-Miyaura交叉反应, Sonogashira交叉反应, Stille交叉反应, Hiyama交叉反应和Heck反应. 研究结果表明胺可以作为价廉和高效的配体促进钯催化交叉偶联反应.     

纳米碳纤维负载钯催化剂在Heck反应中的应用——载体相互作用的影响

使用多元醇还原法制备了均匀分散的钯纳米颗粒.将钯纳米颗粒负载于板式、鱼骨式和管式纳米碳纤维,得到稳定、可重复使用的非均相催化剂.实验结果表明,钯纳米胶粒同载体之间的电位差对钯在载体上的负载量、粒子大小以及Heck反应中钯的溶失量有很大的影响.在制备过程中,增加钯纳米胶粒同纳米碳纤维表面的电位差能够大大降低钯在Heck反应中的流失.催化剂的反应活性随钯粒子的增大而降低.     

钯催化烯烃不对称羰基化反应的研究进展

钯催化烯烃不对称羰基化反应是一种合成手性羰基化合物的有效方法之一,综述了近年来钯催化烯烃不对称羰基化反应的最新研究进展,重点讨论了配体、催化体系、反应条件等因素对烯烃羰基化反应的影响,并对烯烃不对称羰基化反应的区域选择性和对映选择性以及可能的反应机理进行了探讨.     

环钯化合物在Heck反应中的应用研究

钯催化交叉偶联反应在化学工业、合成天然产物及生物活性物质中有着广泛的应用.催化剂体系是交叉偶联反应研究的核心.环钯化合物结构简单、性能稳定,在催化交叉偶联反应中具有高活性、高选择性,引起研究者们的极大关注,不断有新的环钯化合物被合成出来,其催化性能也得到了研究.本文综述了环钯化合物的合成方法及其在Heck反应中的应用.     

钯催化的有机硼化物与羧酸衍生物的交叉偶联反应

钯催化的交叉偶联反应是构建C—C键的常用方法,近年来,钯催化的有机硼化物与羧酸衍生物的交叉偶联反应已成为偶联反应研究中的热点.本文综述了最近十几年多种有机硼化物与酰氯、酸酐、羧酸、氯甲酸衍生物、羧酸活性酯、羧酸硫酯的交叉偶联反应研究进展,并对该反应在有机合成中的应用进行了讨论.     

钯/石墨烯催化苯醌加氢制备氢醌

采用微波辅助加热还原法合成了钯/石墨烯(Pd/G)、钯/活性炭(Pd/AC)、钯/石墨(Pd/Graphite)和钯/二氧化硅(Pd/SiO2),并使用透射电子显微镜观测了钯的形貌及在载体上的分散性.将负载型钯催化剂用于苯醌加氢反应,结果显示,Pd/G催化剂的活性最高,苯醌的转化率达到99%,氢醌的选择性为100%,并且循环7次后催化剂仍保持着较高的转化率和选择性。结构表征表明,石墨烯担载的钯纳米粒子的粒径约为5nm,无明显团聚.实验进一步考察了反应溶剂(甲醇、乙醇、丙酮、正丙醇、异丙醇、正丁醇)对Pd/G催化苯醌加氢反应的影响,结果表明该反应对溶剂较为敏感,其中甲醇和丙酮较适宜作为反应溶剂.当以甲醇作为溶剂时,苯醌的转化率为98%,氢醌选择性为99%;以丙酮为溶剂时,苯醌转化率为98%,氢醌选择性为90%.研究工作表明,作为载体,石墨烯对钯催化剂的催化效果起着稳定和增强作用.