纳米多孔铂铁催化硝基芳烃加氢还原反应研究

作     者：耿羽轩 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯秀娟

授予年度：2021年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

主      题：纳米多孔铂铁 硝基芳烃 卤素取代的硝基芳烃 氢气 还原 

摘      要：纳米多孔铂铁(PtFeNPore)是一种具有三维双连通孔道结构的新型纳米材料,由孔隙和韧带组成,具有比表面积大、结构稳定、催化活性高等特点。本文通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)以及X-射线吸收光谱(XAFS)等表征方法研究了PtFeNPore的微观形貌与结构。以PtFeNPore作催化剂,H作氢源,在温和的条件下(室温、氢气球)实现了硝基芳烃的加氢还原。该催化体系的底物适用范围广,可以将一系列带有吸电子基团或供电子基团的硝基芳烃顺利加氢还原为相应的芳香胺,收率为83–96%,并且该催化体系化学选择性优异,对于带有卤素、羰基、酯基、氰基等其他可还原基团的硝基芳烃,PtFeNPore可以有选择地还原硝基基团,得到相应的芳香胺。催化剂循环使用5次之后,依然有较高的催化活性和化学选择性。通过电感耦合等离子体质谱仪检测反应结束后的反应液,未检测到金属离子浸出。机理研究表明,H在PtFeNPore催化剂表面发生异裂,形成了Pt-H物种,Pt-H物种和催化剂中Fe的存在使得PtFeNPore催化剂具有优异的催化活性和化学选择性。