鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。該制備方法包括以下步驟：將碳納米管、醋酸鈀、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的混合物作為氣液輝光等離子體反應(yīng)的陰極；在氬氣壓力為150-300Pa的氬氣氣氛下，電壓為220-250V，電流為0.01-0.05A的條件下，進(jìn)行氣液輝光等離子體反應(yīng)10-15分鐘后，制備得到粗產(chǎn)物；對該粗產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、超聲、離心分離、干燥后，得到所述的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料由上述方法制備得到。本發(fā)明還提供該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物中作為催化劑的應(yīng)用。
【專利說明】鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，屬于納米材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鈀作為一種貴金屬，在化學(xué)、化工催化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。然而，由于金屬納米粒子在制備及應(yīng)用過程中容易團(tuán)聚，可控制備單分散的鈀納米粒子較為困難。一般的處理方法是將鈀納米粒子負(fù)載于某一載體上。碳納米管具有比較大的長徑比，可為催化劑提供更多的催化活性表面。而且，碳納米管不具備多孔性并且尺寸比較小，非常有利于反應(yīng)產(chǎn)物快速離開催化劑表面，可以減少第二反應(yīng)的發(fā)生，使催化劑具有更高的選擇性。此外，碳納米管具有更好的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，可以在惡劣的反應(yīng)環(huán)境下及強(qiáng)酸或強(qiáng)堿體系下得到應(yīng)用等特性，其逐漸被廣泛用作催化劑的載體。
[0003]目前，鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法包括:超臨界CO2流體法、微乳液法、電化學(xué)沉積法以及表面活性劑自還原法等。雖然這些方法可以成功地將鈀納米粒子負(fù)載到碳納米管表面，但是仍存在各種缺陷。
[0004]因此，研發(fā)出一種新型的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法，仍是本領(lǐng)域亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法。該制備方法制備得到的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料具有鈀納米粒子粒徑小且分散均勻等優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明的目的還在于提供一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。
[0007]本發(fā)明的目的還在于提供一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物中作為催化劑的應(yīng)用。
[0008]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其包括以下步驟:
[0009]將碳納米管、醋酸鈀、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的混合物作為氣液輝光等離子體反應(yīng)的陰極；在氬氣壓力為150-300Pa的氬氣氣氛下，電壓為220-250V，電流為
0.01-0.05A的條件下，進(jìn)行氣液輝光等離子體反應(yīng)10-15分鐘后，制備得到鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的粗產(chǎn)物；對所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的粗產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、超聲、離心分離、干燥后，得到所述的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。
[0010]在上述的制備方法中，優(yōu)選地，所述碳納米管、醋酸鈀、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的用量比為50mg: (2.2mg-70.8mg): lmL。更優(yōu)選地，所述碳納米管、醋酸!B、1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的用量比為:50mg:2.2mg: lmL、50mg:5.6mg: lmL、50mg: 11.8mg: lmL、50mg: 26.5mg: lmL、50mg: 45.4mg:1mL 或 50mg: 70.8mg: lmL,分別制備原料Pd:原料碳納米管的質(zhì)量比為1:49、1:19、1:9、2:8、3:7或4:6的鈀納米粒子修飾的碳納
米管復(fù)合材料。
[0011]在上述的制備方法中，優(yōu)選地，所述碳納米管為多壁氧化碳納米管，其長度為10-30 μ m，直徑為20-40nm。該多壁氧化碳納米管是采用本領(lǐng)域常規(guī)使用的氧化方法對多壁碳納米管進(jìn)行氧化而得到的。該氧化方法可以為常規(guī)的濃硝酸和濃硫酸混合溶液氧化方法。
[0012]在上述的制備方法中，優(yōu)選地，氣液輝光等離子體反應(yīng)的陽極為不銹鋼板。
[0013]在上述的制備方法中，對粗產(chǎn)物進(jìn)行洗滌可以采用乙醇，洗滌、超聲和離心分離的次數(shù)可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行常規(guī)的調(diào)控，一般可以為三次。所述干燥的溫度可以為60°C，時間可以為6-12h。
[0014]在上述的制備方法中，所采用的氣液輝光等離子體反應(yīng)設(shè)備可以為本領(lǐng)域常規(guī)采用的氣液輝光等離子體反應(yīng)設(shè)備。比如，該氣液輝光等離子體反應(yīng)設(shè)備可以為一不銹鋼爐，該不銹鋼爐中具有不銹鋼板陽極，以及盛放有碳納米管、醋酸鈀、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的混合物的不銹鋼容器陰極，陽極和陰極之間的距離可以為2-6_。在該氣液輝光等離子體反應(yīng)中，輝光等離子體由直流電源向陰極供電而產(chǎn)生，并以氬氣作為等離子體的發(fā)生氣體。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，優(yōu)選地，上述的制備方法包括以下步驟:(I)、將碳納米管、醋酸鈀、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的混合物置于不銹鋼容器中，將該不銹鋼容器作為氣液輝光等離子體反應(yīng)的陰極；(2)、將該不銹鋼容器安裝入不銹鋼爐內(nèi)，并安裝不銹鋼板陽極，向該不銹鋼爐內(nèi)通入氬氣，并將陰極接通直流電源，在氬氣壓力為150-300Pa的氬氣氣氛下，電壓為220-250V，電流為0.01-0.05A的條件下，進(jìn)行氣液輝光等離子體反應(yīng)10-15分鐘后，將電壓和電流調(diào)節(jié)為0，并將氣壓恢復(fù)到常壓，制備得到鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的粗產(chǎn)物；(3)、對所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的粗產(chǎn)物采用乙醇洗滌、然后進(jìn)行超聲和離心分離，重復(fù)乙醇洗滌、超聲和離心分離三次后，進(jìn)行干燥，得到所述的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。
[0016]本發(fā)明還提供一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料，其是由上述的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法所制備得到的。
[0017]在上述的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料中，優(yōu)選地，所述鈀納米粒子的粒徑為3-7nm。更優(yōu)選地,所述IE納米粒子的粒徑為3_5nm。
[0018]在上述的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料中，優(yōu)選地，以所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述鈀納米粒子的含量為1.93-32.83%。更優(yōu)選地，所述鈀納米粒子的含量為1.93%,4.38%,9.31%、17.22%,26.89%或32.83%。
[0019]本發(fā)明還提供上述的鈕納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物中作為催化劑的應(yīng)用。
[0020]在上述的應(yīng)用中，優(yōu)選地，所述Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物的方法包括以下步驟:在80-100°C下、使苯硼酸和對溴苯乙酮的乙醇溶液以及碳酸鉀水溶液在所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的存在下反應(yīng)4-12h，制備得到聯(lián)苯衍生物。
[0021]在上述的應(yīng)用中，優(yōu)選地，以IOOmmol對溴苯乙酮為基準(zhǔn)，所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料中鈀納米粒子的用量為0.02-lmmoL.[0022]在上述的應(yīng)用中，苯硼酸、對溴苯乙酮和碳酸鉀均為制備聯(lián)苯衍生物常規(guī)采用的原料，其用量為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。優(yōu)選地，苯硼酸、對溴苯乙酮和碳酸鉀的摩爾比為1:1:2-1.5:1:8。所采用的溶劑乙醇以及水的使用量可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行常規(guī)的調(diào)控，只要能使反應(yīng)順利進(jìn)行即可。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，優(yōu)選地，在上述應(yīng)用中，所述Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物的方法采用微通道反應(yīng)器進(jìn)行，使所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料填裝到微通道反應(yīng)器中，然后使苯硼酸和對溴苯乙酮的乙醇溶液以及碳酸鉀水溶液在該微通道反應(yīng)器中進(jìn)行接觸并反應(yīng)，從而制備得到聯(lián)苯衍生物。更優(yōu)選地，所述Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物的裝置包括一個微通道反應(yīng)器、兩個注射器、兩個微量注射泵以及一個產(chǎn)物盛放容器，微通道反應(yīng)器的一端通過管線和三通分別連接兩個注射器，微通道反應(yīng)器的另一端通過管線連接產(chǎn)物盛放容器，兩個微量注射泵分別連接于兩個注射器。采用該裝置的Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物的方法包括以下步驟:(1)、將所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料填裝到微通道反應(yīng)器中；(2)、將苯硼酸和對溴苯乙酮的乙醇溶液裝入到一個注射器中，將碳酸鉀水溶液裝入到另一個注射器中；(3)將微通道反應(yīng)器的溫度調(diào)節(jié)到80-100°C，通過兩個微量注射泵控制兩個注射器的進(jìn)樣速度，使苯硼酸和對溴苯乙酮的乙醇溶液以及碳酸鉀水溶液在微通道反應(yīng)器中接觸并反應(yīng)4-12h，產(chǎn)物聯(lián)苯衍生物從微通道反應(yīng)器流出進(jìn)入產(chǎn)物盛放容器，制備得到聯(lián)苯衍生物。
[0024]本發(fā)明的制備方法采用氣液輝光等離子體技術(shù)制備得到了鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。本發(fā)明的氣液輝光等離子體法制備金屬納米粒子的方法具有不需要額外添加還原劑、不需要攪拌、可室溫制備、易大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點。制備得到的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料具有鈀納米粒子粒徑小且分散均勻、對Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物的催化活性高以及反應(yīng)結(jié)束后催化劑易回收等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為實施例1-6的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備裝置示意圖。
[0026]圖2為實施例7的Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物的裝置示意圖。
[0027]圖3為實施例1的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的選區(qū)電子衍射圖。
[0028]圖4為實施例1的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的X射線衍射圖。
[0029]圖5為實施例1的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片。
[0030]圖6為實施例2的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片。
[0031]圖7為實施例3的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片。
[0032]圖8為實施例4的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片。
[0033]圖9為實施例5的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片。
[0034]圖10為實施例6的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片。
[0035]主要組件符號說明:
[0036]微通道反應(yīng)器I 第一注射器2 第二注射器3第一微量注射泵4
[0037]第二微量注射泵5產(chǎn)物盛放容器6
【具體實施方式】[0038]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。
[0039]實施例1
[0040]本實施例提供一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。
[0041]制備該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料所采用的裝置為氣液輝光等離子體反應(yīng)設(shè)備，如圖1所述，該氣液輝光等離子體反應(yīng)設(shè)備為一不銹鋼爐，該不銹鋼爐為內(nèi)徑70mm的圓柱體，并且具有4個可視玻璃窗口，該不銹鋼爐中具有位于爐膛中靠上位置的不銹鋼板陽極，以及位于爐膛中靠下位置的盛放有碳納米管、醋酸鈀、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的混合物的不銹鋼容器陰極，陽極和陰極之間的距離為2-6_，陰極連接直流電源(KIKUSUI PMC500V-0.1A)。
[0042]該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
[0043](I)、將碳納米管、醋酸鈀、1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的混合物置于不銹鋼容器中，其中，碳納米管和醋酸鈀的用量分別為50mg和ll.Smg (碳納米管與Pd的質(zhì)量比為9:1)，1_ 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的用量為lmL，所述碳納米管為多壁氧化碳納米管，其長度為10-30 μ m，直徑為20-40nm，該多壁氧化碳納米管為采用常規(guī)的濃硝酸和濃硫酸混酸氧化方法對多壁碳納米管進(jìn)行氧化而得到，將該不銹鋼容器作為氣液輝光等離子體反應(yīng)的陰極；
[0044](2)、將該不銹鋼容器安裝入不銹鋼爐內(nèi)，并安裝不銹鋼板陽極，向該不銹鋼爐內(nèi)通入氬氣，并將陰極接通直流電源,在氬氣壓力為290Pa的氬氣氣氛下，電壓為220-250V，電流為0.02A的條件下，進(jìn)行氣液輝光等離子體反應(yīng)10分鐘后，將電壓和電流調(diào)節(jié)為0，并將氣壓恢復(fù)到常壓，制備得到鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的粗產(chǎn)物；
[0045](3)、對所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的粗產(chǎn)物采用乙醇洗滌、然后進(jìn)行超聲和離心分離，重復(fù)乙醇洗滌、超聲和離心分離三次后，進(jìn)行干燥，干燥的溫度為60°C，時間為6-12h，得到所述的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。
[0046]對制備得到的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料進(jìn)行電子衍射分析、X射線衍射(XRD)分析以及掃描電子顯微鏡分析。所得的選區(qū)電子衍射圖如圖3所示，X射線衍射圖如圖4所示，掃描電子顯微鏡照片如圖5所示。由圖3可以看出，石墨炭和鈀納米粒子的晶面所對應(yīng)的衍射斑。由圖4可以看出，2 Θ =26.5° ,43.2° ,54.2° ,77.7°的峰對應(yīng)石墨碳的衍射峰，2 Θ =40.1° ,46.V ,68.V的峰對應(yīng)單質(zhì)鈀的衍射峰，因此，本實施例確實制備得到了鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。由圖5可以看出，鈀納米粒子的粒徑為3-5nm, IE納米粒子的粒徑小,分散均勻。
[0047]實施例2
[0048]本實施例提供一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。制備該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料所采用的裝置為實施例1中所述的裝置。
[0049]該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法與實施例1中的制備方法基本相同，不同之處在于:碳納米管和醋酸鈀的用量分別為50mg和2.2mg (碳納米管與Pd的質(zhì)量比為49:1)。
[0050]對制備得到的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料進(jìn)行掃描電子顯微鏡分析，所得的掃描電子顯微鏡照片如圖6所示。由圖6可以看出，鈀納米粒子的粒徑為4-6nm，鈀納米粒子的粒徑小，分散均勻。
[0051]實施例3
[0052]本實施例提供一種鈕納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。制備該鈕納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料所采用的裝置為實施例1中所述的裝置。
[0053]該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法與實施例1中的制備方法基本相同，不同之處在于:碳納米管和醋酸鈀的用量分別為50mg和5.6mg (碳納米管與Pd的質(zhì)量比為19:1)。
[0054]對制備得到的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料進(jìn)行掃描電子顯微鏡分析，所得的掃描電子顯微鏡照片如圖7所示。由圖7可以看出，鈀納米粒子的粒徑為5-7nm，鈀納米粒子的粒徑小，分散均勻。
[0055]實施例4
[0056]本實施例提供一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。制備該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料所采用的裝置為實施例1中所述的裝置。
[0057]該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法與實施例1中的制備方法基本相同，不同之處在于:碳納米管和醋酸鈀的用量分別為50mg和26.5mg(碳納米管與Pd的質(zhì)量比為8:2)。
[0058]對制備得到的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料進(jìn)行掃描電子顯微鏡分析，所得的掃描電子顯微鏡照片如圖8所示。由圖8可以看出，鈀納米粒子的粒徑為2-4nm，鈀納米粒子的粒徑小，分散均勻。
[0059]實施例5
[0060]本實施例提供一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。制備該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料所采用的裝置為實施例1中所述的裝置。
[0061]該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法與實施例1中的制備方法基本相同，不同之處在于:碳納米管和醋酸鈀的用量分別為50mg和45.4mg(碳納米管與Pd的質(zhì)量比為7:3)。
[0062]對制備得到的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料進(jìn)行掃描電子顯微鏡分析，所得的掃描電子顯微鏡照片如圖9所示。由圖9可以看出，鈀納米粒子的粒徑為5-7nm，鈀納米粒子的粒徑小，分散均勻。
[0063]實施例6
[0064]本實施例提供一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。制備該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料所采用的裝置為實施例1中所述的裝置。
[0065]該鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法與實施例1中的制備方法基本相同，不同之處在于:碳納米管和醋酸鈀的用量分別為50mg和70.8mg(碳納米管與Pd的質(zhì)量比為6:4)。
[0066]對制備得到的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料進(jìn)行掃描電子顯微鏡分析，所得的掃描電子顯微鏡照片如圖10所示。由圖10可以看出，鈀納米粒子的粒徑為2-4nm，鈀納米粒子的粒徑小，分散均勻。
[0067]實施例7
[0068]本實施例提供實施例1的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物中作為催化劑的應(yīng)用。
[0069]本實施例的Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物所采用的裝置如圖2所示，其包括微通道反應(yīng)器1、第一注射器2、第二注射器3、第一微量注射泵4、第二注射微量注射泵5、以及產(chǎn)物盛放容器6，微通道反應(yīng)器I的一端通過管線和三通分別連接第一注射器2和第二注射器3，微通道反應(yīng)器I的另一端通過管線連接產(chǎn)物盛放容器6，第一微量注射泵4和第二微量注射泵5分別連接于第一注射器2和第二注射器3。
[0070]該Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物的方法包括以下步驟:
[0071](I)、將所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料填裝到微通道反應(yīng)器I中；
[0072](2)、將苯硼酸和對溴苯乙酮的乙醇溶液裝入到第一注射器2中，將碳酸鉀水溶液裝入到第二注射器3中；
[0073](3)將微通道反應(yīng)器I的溫度調(diào)節(jié)到80°C，通過第一微量注射泵4和第二微量注射泵5控制第一注射器2和第二注射器3的進(jìn)樣速度，使苯硼酸和對溴苯乙酮的乙醇溶液以及碳酸鉀水溶液在微通道反應(yīng)器I中接觸并反應(yīng)4-12h，產(chǎn)物聯(lián)苯衍生物從微通道反應(yīng)器I流出進(jìn)入產(chǎn)物盛放容器6，從而實現(xiàn)聯(lián)苯衍生物的連續(xù)化制備；以Immol對溴苯乙酮為基準(zhǔn)，鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料中鈀納米粒子的用量為0.0lmmol，苯硼酸、對溴苯乙酮和碳酸鉀的摩爾比為1.5:1:8。
[0074]反應(yīng)結(jié)束后，將催化劑從微通道反應(yīng)器中取出，依次經(jīng)過乙醇、丙酮洗滌，離心，干燥即可回收利用。所得的產(chǎn)物聯(lián)苯衍生物經(jīng)過乙酸乙酯萃取和飽和食鹽水洗滌后，再經(jīng)硅膠柱粗過濾，即得到提純后的產(chǎn)品。經(jīng)計算得出提純后的產(chǎn)品的產(chǎn)率為99%，說明實施例1的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的催化活性高。
[0075]實施例8
[0076]本實施例提供實施例2的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物中作為催化劑的應(yīng)用。
[0077]本實施例的Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物所采用的裝置以及方法與實施例7中的裝置和方法相同。經(jīng)計算得出提純后的產(chǎn)品的產(chǎn)率為90%，說明實施例2的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的催化活性高。
[0078]實施例9
[0079]本實施例提供實施例3的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物中作為催化劑的應(yīng)用。
[0080]本實施例的Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物所采用的裝置以及方法與實施例7中的裝置和方法相同。經(jīng)計算得出提純后的產(chǎn)品的產(chǎn)率為92%，說明實施例3的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的催化活性高。
[0081]實施例10
[0082]本實施例提供實施例4的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物中作為催化劑的應(yīng)用。本實施例的Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物所采用的裝置以及方法與實施例7中的裝置和方法相同。
[0083]經(jīng)計算得出提純后的產(chǎn)品的產(chǎn)率為89%，說明實施例4的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的催化活性高。
[0084]實施例11[0085]本實施例提供實施例5的IE納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物中作為催化劑的應(yīng)用。
[0086]本實施例的Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物所采用的裝置以及方法與實施例7中的裝置和方法相同。經(jīng)計算得出提純后的產(chǎn)品的產(chǎn)率為94%，說明實施例5的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的催化活性高。
[0087]實施例12
[0088]本實施例提供實施例6的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物中作為催化劑的應(yīng)用。
[0089]本實施例的Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物所采用的裝置以及方法與實施例7中的裝置和方法相同。經(jīng)計算得出提純后的產(chǎn)品的產(chǎn)率為98%，說明實施例6的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的催化活性高。
【權(quán)利要求】
1.一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其包括以下步驟: 將碳納米管、醋酸鈀、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的混合物作為氣液輝光等離子體反應(yīng)的陰極；在氬氣壓力為150-300Pa的氬氣氣氛下，電壓為220-250V，電流為0.01-0.05A的條件下，進(jìn)行氣液輝光等離子體反應(yīng)10-15分鐘后，制備得到鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的粗產(chǎn)物；對所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的粗產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、超聲、離心分離、干燥后，得到所述的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述碳納米管、醋酸鈀、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的用量比為50mg: (2.2mg-70.8mg): lmL。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述碳納米管為多壁氧化碳納米管，其長度為 10-30 μ m,直徑為 20_40nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，氣液輝光等離子體反應(yīng)的陽極為不銹鋼板。
5.一種鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料，其是由權(quán)利要求1-4任一項所述的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的制備方法所制備得到的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料，其中，所述鈀納米粒子的粒徑為3_7nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料，其中，以所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的總重量為基準(zhǔn)，所述鈀納米粒子的含量為1.93-32.83%。
8.權(quán)利要求5-7任一項所述的鈕納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物中作為催化劑的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其中，所述Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)制備聯(lián)苯衍生物的方法包括以下步驟:在80-100°C下、使苯硼酸和對溴苯乙酮的乙醇溶液以及碳酸鉀水溶液在所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料的存在下反應(yīng)4-12h，制備得到聯(lián)苯衍生物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其中，以IOOmmol對溴苯乙酮為基準(zhǔn)，所述鈀納米粒子修飾的碳納米管復(fù)合材料中鈀納米粒子的用量為0.02-lmmoL.
【文檔編號】B82Y40/00GK103638924SQ201310669816
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】楊帆, 李永峰, 任亮, 遲成, 劉婷 申請人:中國石油大學(xué)(北京)