Выходные данные
Статус Аспирант 2 курса
Организация Тверской государственный университет
Подсекция Катализ
Метки аспирант
Влияние природы прекурсора палладия и введения золота на поведение моно- и биметаллических полимерных катализаторов в реакции Сузуки
Бахвалова Елена Сергеевна
Что можно сказать про состояние металлов в катализаторах?
В чем роль золота?
Здравствуйте! Спасибо за вопрос. Исходя из данных, полученных РФЭС, можно сделать вывод о том, что синтезированные катализаторы содержат палладий в нескольких формах (Pd(II), наночастицы Pd(0) и кластеры Pdn). При добавлении золота в состав катализатора появляется синергетический эффект, положительно влияющий на каталитические свойства палладия в реакции кросс-сочетания Сузуки. По результатам исследования биметаллической каталитической системы методом ПЭМ не было обнаружено контакта наночастиц палладия и золота, однако исследование методом РФЭС показало, что значение энергии связи Au 4f7/2 для образца Au-Pd/MN100 составляет 85.2 эВ. Для данного значения энергии связи Au 4f7/2 отсутствуют справочные данные, но близкие значения энергии связи обнаруживаются в сплавах золота с другими металлами, поэтому можно предположить, что сдвиг энергии связи золота связан с формированием поверхностного сплава Au-Pd.
И чем это хорошо для катализа?
Добавление золота в состав катализатора позволяет улучшить его активность и селективность и тем самым сократить время проведения процесса кросс-сочетания. Возможно, биметаллические катализаторы более стабильны по сравнению с аналогичными монометаллическими образцами, серия этих опытов еще не завершена. Также, снизив содержание палладия в каталитической системе, можно уменьшить стоимость катализатора.
Были ли проведены эксперименты с палладием без золота и с золотом без палладия?
Здравствуйте! Да, такие эксперименты проводились в реакторе качания. Тестирование проходило в течение трех часов. Выяснилось, что золото содержащий образец 2%-Au/MN100 может катализировать реакцию кросс-сочетания 4-броманизола и фенилбороновой кислоты с выходом 4-метоксибифенила около 30%. В присутствии палладий содержащего катализатора 1%-Pd/MN100 выход продукта составил примерно 90%.
В присутствии золота выход 4-метоксибифенила 3%.
Как Вы считаете, в чем причина влияния природы прекурсора на каталитические свойства? Как обрабатывали катализаторы перед применением? Зачем в реакционную смесь добавляют NaOH?
Вывод работы о влиянии типа реактора на кат. свойства следует делать после проведения реакции в одинаковой газовой фазе. Стабилен ли катализатор? не вымываются ли металлы в процессе катализа?
Здравствуйте! Спасибо за замечание о сравнении реакций, проведенных в различных газовых фазах. Полностью с ним согласна, в ближайшее время исправим.
Природа прекурсора несомненно влияет на каталитические свойства. Это может быть связано с тем, что соли металла-катализатора по-разному распределяются в полимерном носителе, восстановление также происходит неодинаково.
Катализаторы перед применением были восстановлены в токе водорода в течение 3 часов при температуре 300°С.
Присутствие основания необходимо для успешного протекания реакции, оно играет важную роль в ускорении транс-металлирования и восстановительного элиминирования, а также ограничивает образование нереакционноспособных анионов.
Исследование стабильности было проведено в течение трех циклов. Потеря активности после каждого применения, предположительно, может быть связана с вымыванием палладия, адсорбцией побочных продуктов на поверхности катализатора, а также формированием малоактивных агрегатов наночастиц в ходе реакции. Выявление причины дезактивации катализатора требует привлечения дополнительных методов исследования.