[发明专利]介孔铱吡啶非均相催化剂、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种非均相催化剂及其制备工艺，特别涉及一种介孔铱吡啶非均相催化剂、其制备方法及应用。

背景技术

光能是一种无毒和无污染的可再生能源，近年来利用可见光进行光催化有机合成的研究已成为有机化学研究的热点和前言课题。铱配合物光催化剂作为一种典型的可见光光敏剂，在光催化有机合成过程中经可见光激发后由基态变为激发态，与还原性或氧化性的反应底物作用，实现有机底物之间的单电子转移过程(SET)。目前，该催化剂已用于各类光诱导的有机合成体系中。然而，现有均相催化剂化学和热稳定性低、成本较高，难以回收利用等缺点，造成了资源浪费和环境污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种介孔铱吡啶非均相催化剂、其制备方法及应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

在一些实施例中提供了一种介孔铱吡啶非均相催化剂，其包括巯基功能化介孔泡沫氧化硅基体以及通过与所述基体上的巯基反应而与所述基体共价结合的铱吡啶催化剂，并且所述铱吡啶催化剂的活性位分散于所述基体的介孔孔道内。

进一步的，所述介孔铱吡啶非均相催化剂具有三维介孔结构。

更进一步的讲，所述介孔铱吡啶非均相催化剂为淡黄色粉末固体，其在溶液中超声分散有三维介孔结构。

在一些实施例中还提供了一种制备所述介孔铱吡啶非均相催化剂的方法，其主要是通过点击化学的方法实现的。

在一些实施例中，所述制备方法包括：对介孔泡沫氧化硅进行共聚法巯基化修饰，然后通过点击化学的方法获得所述以巯基功能化介孔泡沫氧化硅为载体的介孔铱吡啶非均相催化剂。

在一些实施例中，所述制备方法具体可包括：将巯基功能化介孔泡沫氧化硅基体及铱吡啶催化剂于有机溶剂中均匀混合后，通过点击化学反应使所述基体上的巯基与所述铱吡啶催化剂的丁烯基共价结合，制得所述介孔铱吡啶非均相催化剂。

在一些实施例中，所述制备方法具体可包括：

将巯基功能化介孔泡沫氧化硅基体、铱吡啶催化剂、偶氮二异丁腈(AIBN)于有机溶剂中均匀混合后，在保护性气氛中温度为60-65℃的条件下充分反应，使所述基体上的巯基与所述铱吡啶催化剂的丁烯基共价结合，制得所述的介孔铱吡啶非均相催化剂。

其中，所述有机溶剂包括三氯甲烷，但不限于此。

在一较为具体的实施案例之中，所述非均相催化剂的制备过程包括：将聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)、三甲苯、正硅酸乙酯(TEOS)和巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)混合，通过水热法制备巯基修饰的介孔泡沫氧化硅基体(SH-MCF)；再将Ir(Ⅲ)多吡啶配合物进行丁烯基修饰，制得新型铱吡啶催化剂，最后通过点击化学的方法将均相光催化剂嫁接到SH-MCF上，将混合物过滤，滤饼依次经过洗涤和干燥处理后，得到所述以巯基化功能化介孔泡沫氧化硅为载体的新型介孔铱吡啶非均相催化剂。

在一些实施例中，所述巯基功能化介孔泡沫氧化硅基体(SH-MCF)的制备方法包括：

a)在温度为37℃的条件下，将P123与盐酸水溶液混合并持续剧烈搅拌直至获得澄清溶液；

b)在温度为37℃的条件下向步骤a最后所得溶液中加入乳化剂和氟化铵，再将形成的混合反应体系升温至40℃并保温搅拌1h以上，所述乳化剂包括三甲苯；

c)向步骤b)最终所得混合反应体系中缓慢加入正硅酸四乙酯，并保温剧烈搅拌4h以上；

d)向步骤c)最终所得混合反应体系中缓慢加入巯基丙基三甲氧基硅烷，并保温搅拌20h以上；

e)将步骤d)最终所得混合反应体系移至密封耐压容器中，在100℃下保温静置24h以上；

f)从步骤e)最终所得混合反应体系中分离出固形物，洗涤、干燥后获得白色粉末状固形物；

g)取步骤f)所获白色粉末状固形物分散在盐酸和乙醇的混合溶液中，在80℃下回流4h以上，再分离出固形物，经过滤、干燥后，制得所述巯基功能化介孔泡沫氧化硅基体。

在一些实例中所述SH-MCF的制备方法，步骤b)中所述乳化剂包括三甲苯，但不限于此。

在一些实例中所述SH-MCF的制备方法，步骤g)中所述盐酸和乙醇的混合溶液中盐酸和乙醇的体积比为2:100。

在一些实施例中，所述铱吡啶催化剂的制备方法包括：

a)将二异丙基氨基锂和正丁基锂在无水有机溶剂中混合均匀，并将形成的混合溶液体系在保护性气氛下保持在-78℃；