DOI:10.1016/j.jpcs.2020.109674
將氯化鈀和氯化聚氯乙烯(CPVC)混合物制成均勻溶液,然后進行靜電紡絲,制備成平均直徑約為460nm的均勻納米纖維。然后,在乙二胺溶液中對這些復合納米纖維進行處理,以功能化和交聯納米纖維內部的CPVC分子,從而提高其螯合能力和耐溶劑性。通過SEM、FT-IR、EA和PALS表征證實了復合納米纖維內部CPVC分子的功能化和交聯。通過Heck和Sonogashira反應對這些包封鈀的CPVC納米纖維(Pd@ACPVC)催化性能進行了評估。催化結果表明,該Pd@ACPVC催化劑非常有效且穩定,可催化芳香族碘化物與烯烴(Heck反應)或苯基乙炔(Sonogashira反應)的偶聯反應,并以中等至優異的收率得到偶聯產物。由于其規則的纖維結構,Pd@ACPVC可以很容易地從反應混合物中分離和回收。此外,Pd@ACPVC可以分別用于Heck反應10次和Sonogashira反應8次,且不會顯著降低偶聯產率。經過仔細研究,在重復使用過程中從Pd@ACPVC中浸出的鈀可能是由于復合納米纖維中螯合基團(氨基)的丟失和自由體積空穴的膨脹。Pd@ACPVC具有優異的催化活性和穩定性,這可歸因于氨基的強螯合能力、鈀納米粒子的包封和超細纖維的形成。
圖1.(a)Pd@CPVC、(b)Pd@ACPVC和(c)Pd@ACPVC在THF溶液中浸泡24小時后的SEM圖像。
圖2.催化前后CPVC、ACPVC、Pd@ACPVC纖維氈的FT-IR光譜。
圖3.還原前后Pd@CPVC、Pd@ACPVC纖維氈的X射線光電子能譜(XPS)。
圖4.Pd@CPVC和Pd@ACPVC催化劑的TGA分析。
圖5.Pd@ACPVC的SEM-EDS分析。
圖6.(a)Pd@ACPVC的XRD圖和(b)TEM圖像。
圖7.(a)反應溫度和(b)催化劑負載量對Pd@ACPVC催化Heck反應的影響。(反應條件: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),溫度:110℃(b),DMAc:3.2 mL)。
圖8.催化劑負載量對Pd@ACPVC催化碘代苯與苯基乙炔的Sonogashira反應的影響。(反應條件: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,溫度:110℃)。
圖9.Pd@ACPVC納米纖維墊的再利用,用于(a)碘代苯與丙烯酸正丁酯的Heck反應和(b)碘代苯與苯基乙炔的Sonogashira反應。
圖10.恢復的Pd@ACPVC納米纖維的SEM-EDS分析。
圖11.恢復的Pd@ACPVC的SEM圖像。