[发明专利]单原子钯催化剂的制备方法及其在碳碳偶联中的应用

说明书

本发明提供一种单原子钯催化剂的制备方法及其在碳碳偶联中的应用，所述单原子钯催化剂为Pd⁰/Pd²⁺比例可调控的单原子钯催化剂，所述制备方法包括：首先将金属钯盐和二氧化钛均匀分散于氧化石墨烯表面；然后将以上混合物在搅拌条件下光照，从而在载体表面形成不同价态的钯单原子。最后，经过洗涤和冷冻干燥操作，获得一种Pd⁰/Pd²⁺比例可调控的单原子钯催化剂。本发明所制备的Pd⁰/Pd²⁺比例可调控的单原子钯催化剂可以高效催化碳碳偶联反应。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种Pd⁰/Pd²⁺比例可调控的单原子钯催化剂的制备方法及其在碳碳偶联中的应用。

背景技术

钯催化碳碳偶联反应是构建C-C键的重要方法之一，在药物合成中发挥着重要作用。但是由于钯催化剂存在储量较少，价格昂贵等不足，发展新型可回收的高效钯催化剂用于碳碳偶联反应具有重要意义。

目前，大量非均相钯催化剂被不断的制备和报道出来，大大的提高了碳碳偶联反应的效率，但是进一步提高其催化效率仍然存在巨大挑战。单原子催化剂因为具有催化效率高，可回收利用等优势，成为当前的一大研究热点。但是由于制备技术的原因，目前尚没有关于零价单原子钯催化剂的报道。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种Pd⁰/Pd²⁺比例可调控的单原子钯催化剂的制备方法及其在碳碳偶联中的应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种Pd⁰/Pd²⁺比例可调控的单原子钯催化剂的制备方法，所述单原子钯催化剂为Pd⁰/Pd²⁺比例可调控的单原子钯催化剂，所述制备方法包括：首先将金属钯盐和二氧化钛均匀分散于氧化石墨烯表面；然后，将以上混合物在搅拌条件下光照，从而在载体表面形成不同价态的钯单原子；最后，经过洗涤和冷冻干燥操作，获得Pd⁰/Pd²⁺比例可调控的单原子钯催化剂。

进一步的，所述的制备方法包括以下步骤：

1、将钯盐，二氧化钛，氧化石墨烯和无水乙醇按照质量比为1:1～20:1～50:1000均匀混合，得到溶液A；

2、将溶液A在1～2000r/min的搅拌速度下，采用波长为200～500nm的光光照2h～72h，得到溶液B；

3、将溶液B过滤，滤饼用乙醇和水各洗涤三次，在-30℃～-75℃的温度下，冷冻干燥48小时，得到具有一定载量的具有不同Pd⁰/Pd²⁺比例的单原子钯催化剂C。

优选地，所述钯盐为氯化钯，氯钯酸钾，二氯四氨钯，二氯二铵钯，二三苯基膦二氯化钯，六氯钯酸钾，四氯钯酸钾，六氯钯酸铵，四氯钯酸铵中的一种或者多种。

优选地，所述二氧化钛为金红石型，锐钛矿型，板钛矿型中的一种或者多种。

优选地，所述Pd⁰/Pd²⁺单原子钯含量(以金属质量计)为载体的0.01％～2％。

优选地，所述Pd⁰/Pd²⁺的比例为0～60％。

优选地，所述钯盐，二氧化钛，氧化石墨烯和无水乙醇的质量比为1:5:3:1000，或者1:10:10:1000，或者1:20:10:1000。

优选地，所述搅拌速度为1000r/min或2000r/min；所述光照波长为350nm或400nm；所述光照时间为12h或24h。