【摘 要】
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六方氮化硼作为一种新兴的二维层状纳米材料,以其独特的二维层状结构和卓越的物理化学性质,引起了研究者们对其进行广泛的理论研究和应用探索。氮化硼具有稳定的化学性质和优良的传质传热性质,通过改性后功能化负载活性组分,是各类活性物质的优良载体,在非均相催化领域具有巨大的潜在应用价值。本文在基于研究者们对氮化硼材料有机改性工作的基础上,提出了羟基化氮化硼制备一系列有机官能团化氮化硼的方法,制备出高效且可回收
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六方氮化硼作为一种新兴的二维层状纳米材料,以其独特的二维层状结构和卓越的物理化学性质,引起了研究者们对其进行广泛的理论研究和应用探索。氮化硼具有稳定的化学性质和优良的传质传热性质,通过改性后功能化负载活性组分,是各类活性物质的优良载体,在非均相催化领域具有巨大的潜在应用价值。本文在基于研究者们对氮化硼材料有机改性工作的基础上,提出了羟基化氮化硼制备一系列有机官能团化氮化硼的方法,制备出高效且可回收利用的负载型催化剂,拓展了氮化硼材料作为催化剂载体在有机合成中的应用。首先以超声辅助液相剥离法制备的氮化硼纳米片为载体,通过表面羟基、氨基、席夫碱功能化及配位,实现Pd(OAc)2的负载,制备了用于催化微波反应的改良催化剂BNNSs@Schiff@Pd。并通过FT-IR、Raman、XRD、TGA、XPS、SEM、TEM、EDS mapping表征催化剂的结构和形貌。将制备的负载型Pd(Ⅱ)催化剂用于催化微波Heck反应,并与自制的石墨烯基钯催化剂进行了对比。在最优微波功率、原料配比、催化剂用量、微波辐射时间、以及缚酸剂和溶剂种类等条件下,反应收率达到95.6%,制备的负载型Pd(OAc)2催化剂在循环利用7次后仍具有很高的催化活性。以氮化硼纳米片为载体,在载体平面上引入氨基后通过氨基与4-(二乙氨基)水杨醛的醛胺缩合反应引入有机胺基团及席夫碱结构,再通过配位实现Pd(OAc)2的负载,成功构建了Pd2+—有机胺基团协同催化体系。催化剂的结构和形貌通过FT-IR、Raman、XRD、TGA、XPS、SEM、TEM进行了表征。以Tsuji-Trost烯丙基化反应为模型反应,测试制备的协同催化体系的催化性能,以第二章制备的催化剂为对比参照催化剂考察有机胺基团与钯配合物的协同催化效应,在最优条件下反应物的转化率为93.81%,制备的负载型Pd2+—有机胺基团协同催化剂在循环利用7次后仍具有很高的催化活性。以(3-氯丙基)三甲氧基硅烷和N-甲基咪唑为原料,制备功能化离子液体([Sm Im]OH),再利用其硅烷醇基团与BNNSs@OH表面的羟基偶联,实现离子液体的负载,成功制备了离子液体共价功能化氮化硼,催化剂的形貌和结构通过XRD、TGA、XPS、SEM进行表征。以1,2-苯二胺和苯甲醛合成苯并咪唑衍生物的反应为模型反应,从反应时间、溶剂种类以及反应底物配比探究了最佳的反应条件,在最优条件下收率达到93.2%,制备的负载型离子液体催化剂在循环利用6次后仍具有很高的催化活性。
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