一种新型的磁性负载型铜催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种采用核壳结构的Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子包裹Cu(OTf)₂制备XL‑Cu(Ⅱ)–Fe₃O₄@SiO₂负载型催化剂的方法。其特征是核壳结构的磁性纳米粒子性质稳定，分散性好，表面结构交叉连接，对卷入其中的铜催化剂有较强的束缚能力，巨大的比表面积提供了足够多的活性中心，对于催化芳香炔烃氧化生成α‑二羰基化合物有显著的催化效果，磁性性质使其能被轻易分离出来重复利用，且活性没有明显的降低。

主权项

一种磁性负载型铜催化剂的制备方法，其特征在于，以SiO₂包裹Fe₃O₄形成的核壳结构为载体，利用3‑氨丙基三甲氧基硅烷与草酰氯反应形成的交叉结构对SiO₂表面进行修饰，形成若干个环状结构，接着将Cu(OTf)₂固定在环状结构内，形成稳定的催化活性中心；其步骤为：(1)合成XL‑APTES配体：用移液枪移取0.3mL三乙胺于6mL二氯甲烷中，滴加0.7mL APTES，室温搅拌30min，缓慢滴加150μL草酰氯，继续搅拌4h，反应结束后将溶剂旋干，用2mL甲苯萃取出产物，备用；(2)制备XL‑APTES‑Cu(OTf)₂配合物：称取200mg Cu(OTf)₂溶于20mL甲醇中，将合成好的XL‑APTES配体加入溶液中，N₂环境下64℃回流12h；(3)制备cross‑linked(XL)‑Cu(II)‑SiO₂纳米粒子：称取100mg SiO₂，50mg XL‑APTES‑Cu(OTf)₂配合物于50mL三口烧瓶中，加入20mL甲苯溶剂，N₂环境下117℃回流24h；反应结束后将溶剂旋干，用无水乙醇清洗固体三遍，减压过滤出固体产物50℃真空干燥过夜；(4)制备XL‑Cu(Ⅱ)‑Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子：称取50mg XL‑Cu(Ⅱ)‑SiO₂于50mL圆底烧瓶中，加入20mL甲苯溶剂，加入5mg Fe₃O₄，搅拌5h，反应结束后将溶剂旋干，所得固体真空干燥过夜。