DOI:10.1016/j.jpcs.2020.109674
将氯化钯和氯化聚氯乙烯(CPVC)混合物制成均匀溶液,然后进行静电纺丝,制备成平均直径约为460nm的均匀纳米纤维。然后,在乙二胺溶液中对这些复合纳米纤维进行处理,以功能化和交联纳米纤维内部的CPVC分子,从而提高其螯合能力和耐溶剂性。通过SEM、FT-IR、EA和PALS表征证实了复合纳米纤维内部CPVC分子的功能化和交联。通过Heck和Sonogashira反应对这些包封钯的CPVC纳米纤维(Pd@ACPVC)催化性能进行了评估。催化结果表明,该Pd@ACPVC催化剂非常有效且稳定,可催化芳香族碘化物与烯烃(Heck反应)或苯基乙炔(Sonogashira反应)的偶联反应,并以中等至优异的收率得到偶联产物。由于其规则的纤维结构,Pd@ACPVC可以很容易地从反应混合物中分离和回收。此外,Pd@ACPVC可以分别用于Heck反应10次和Sonogashira反应8次,且不会显著降低偶联产率。经过仔细研究,在重复使用过程中从Pd@ACPVC中浸出的钯可能是由于复合纳米纤维中螯合基团(氨基)的丢失和自由体积空穴的膨胀。Pd@ACPVC具有优异的催化活性和稳定性,这可归因于氨基的强螯合能力、钯纳米粒子的包封和超细纤维的形成。
图1.(a)Pd@CPVC、(b)Pd@ACPVC和(c)Pd@ACPVC在THF溶液中浸泡24小时后的SEM图像。
图2.催化前后CPVC、ACPVC、Pd@ACPVC纤维毡的FT-IR光谱。
图3.还原前后Pd@CPVC、Pd@ACPVC纤维毡的X射线光电子能谱(XPS)。
图4.Pd@CPVC和Pd@ACPVC催化剂的TGA分析。
图5.Pd@ACPVC的SEM-EDS分析。
图6.(a)Pd@ACPVC的XRD图和(b)TEM图像。
图7.(a)反应温度和(b)催化剂负载量对Pd@ACPVC催化Heck反应的影响。(反应条件:碘苯:1.0 mmol,丙烯酸正丁酯:2.0 mmol,三乙胺:2.5 mmol,乙二醇:0.2 g,Pd@ACPVC:10 mg(0.088 mol%)(a),温度:110℃(b),DMAc:3.2 mL)。
图8.催化剂负载量对Pd@ACPVC催化碘代苯与苯基乙炔的Sonogashira反应的影响。(反应条件:碘苯:1.0 mmol,苯基乙炔:2.0 mmol,K2CO3:3.0 mmol,CuI:0.02 mmol,乙二醇:0.2 g,DMAc:3.2 mL,温度:110℃)。
图9.Pd@ACPVC纳米纤维垫的再利用,用于(a)碘代苯与丙烯酸正丁酯的Heck反应和(b)碘代苯与苯基乙炔的Sonogashira反应。
图10.恢复的Pd@ACPVC纳米纤维的SEM-EDS分析。
图11.恢复的Pd@ACPVC的SEM图像。