基于瓜环的纳米催化剂在杂芳烃CH键活化直接芳基化反应中的催化性能研究

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1、分类号——UDC密级编号中国科学院福建物质结构研究所博士后出站报告基于瓜环的纳米催化剂在(杂)芳烃C—H键活化直接芳基化反应中的催化性能研究博士后姓名苴鱼纳合作导师萱苤巫塞员蒸簋垩研究员出站单位主国型堂瞳擅建物遗结捡硒塞压研究方向纳苤催丝完成时间三Q二三生五旦三±盔旦J

2、IIII1IIIIllIIIIlY2432060FujianInstituteofResearchontheStructureofMater,ChineseAcademyofSciences‘diss《L‘一。’SJotAdissertationlbrPostdo

3、ctorSJob’Cucurbit[n]uril--basedNanocatalystcatalyzeddirectarylationof(hetero)Arenesv／aC-·HActivationAuthor’SName：一●Supervisor："o‘'．●rlmSnedt11Tle：MinnaCaoProf．RongCaoProf．WeipingSuMay26m，2013独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表

4、或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院福建物质结构研究所有关保留、使用学位论文的规定，即：中国科学院福建物质结构研究所有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；中国科学院福建物质结构研究所可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：捅曼摘要本工作利用瓜环作为稳定剂，制备了分散均匀的钯纳米催化剂并研究了其在直接芳基化反应中的催化性能。环状刚性结构

5、的瓜环分子的表面电性分布不同，在制备金属纳米颗粒的时候既能够通过静电相互作用以及体积效应稳定纳米颗粒，又能够充分暴露金属纳米材料表面的活性位点。瓜环在结构、性质上的特点还使其能够稳定纳米材料表面的高能原子，在本工作中制备得到的3．8纳米左右Pd纳米颗粒表面就富含台阶和边、角原子，这些原子处于配位不饱和的状态，是催化的高活性位点。在催化之后，催化剂表面出现清晰的孪晶面和堆积位错等缺陷，组成这些结构缺陷的原子是处于配位不饱和的高能原子，同样是催化的高活性位点。这说明了瓜环能够在催化过程中很好的保护这些高能原子，从而维持了催化剂的高催化

6、活性和稳定性。基于瓜环的钯纳米催化剂在对缺电子芳烃的直接芳基化的催化反应过程中表现出较高的催化活性，较好的官能团耐受性以及选择性。在相类似的催化条件下，基于瓜环的钯纳米催化剂还能够较好的实现对富电子的杂芳烃化合物的直接芳基化的催化反应。这为实际生产中的直接芳基化反应制备联芳化合物提供了新的选择。本工作还在催化剂的结构表征以及催化反应过程分析的基础上提出了相应的催化机理。与市售钯碳、钯盐传统均相催化剂进行对照的重复使用试验结果说明了基于瓜环的钯纳米催化剂是C．H键活化直接芳基化反应的优良催化剂，其催化活性远远优于市售钯碳催化剂和传统

7、均相催化剂，同时解决了市售钯碳易于团聚失活问题和传统均相催化剂无法回收利用的问题。关键词：瓜环，纳米催化，C-H键活化，直接芳基化，钯AbstractUsingcucurbit[6]uril(CB【6】)asprotectingagents，uniformlydispersedPdnanoparticles0'dNPs)ofabout3．8nmwassuccessfullyobtainedviaaone—potsolutionprocedure．Thecatalyticperformanceoftheas-preparedPdNP

8、sascatalysttowardsdirectarylationreactionhasbeeninvestigated．Thedesignofthisprojectsisbasedontheinsolubilityincommonsolvents，hi．ghthermalstability,chemicalstability,andsymmetricals佃】曲】∞ofCB[6]．AttributedtotheinherentnatureofCB[6]，theas-preparedPdcatalystischaracterist

9、icofabundantcoordinatingunsaturatedatomsonthesurface．SuchfeatureendowsthePdNPswithpotentiallygoodcatalyticactivities．Theas-p