CN115212891A - 炭载Pd-Ni双金属催化剂的制备方法及在Suzuki偶联反应中的应用 - Google Patents

炭载Pd-Ni双金属催化剂的制备方法及在Suzuki偶联反应中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种炭载Pd‑Ni双金属催化剂的制备方法及在Suzuki偶联反应中的应用。所述制备方法包括如下步骤：a)以活性炭为载体，以钯盐和镍盐为金属前驱体，进行湿法浸渍使金属钯离子与金属镍离子负载到活性炭上，其中浸渍体系中还含有螯合剂，所述螯合剂为柠檬酸、柠檬酸三钠及其水合物中的一种；b)步骤a)浸渍完成后使用碱液调节体系pH值至7～10，充分老化使金属离子形成氧化物或氢氧化物沉积在活性炭表面；c)然后加入还原剂将金属元素还原为零价金属，从而得到炭载Pd‑Ni双金属催化剂。本发明制备得到的催化剂，通过引入Ni降低了贵金属Pd的使用量，对于Suzuki偶联反应表现出高催化活性，并且该催化剂易于回收利用。

Description

炭载Pd-Ni双金属催化剂的制备方法及在Suzuki偶联反应中 的应用
技术领域
本发明属于双金属催化剂制备技术领域，其涉及一种炭载Pd-Ni双金属催化剂的制备方法以及其在Suzuki偶联反应中的应用。
背景技术
Suzuki偶联反应是有机反应中重要的合成反应，其反应底物比较广泛，且反应条件温和。其是实现C-C偶联的有效方法，广泛应用于医药中间体以及液晶中间体。Suzuki偶联反应主要由金属Pd(0)Pd(II)作为反应活性位。过去几十年，研究者不断尝试从均相催化剂转向非均相催化剂的研究，因为非均相催化剂具有易回收、易重复使用等优点。随着金属钯的价格不断上涨，降低金属钯使用量也是当前的研究热点。
双金属的使用可以降低主金属的使用量，而不降低催化剂的催化活性，甚至因为第二金属的协同作用而对催化剂的催化活性有所提升。专利CN201811036770.6公开了一种Pd-Ni/ZrO2催化剂，其催化活性较高的溴苯衍生物与苯硼酸的偶联反应，金属钯相较于反应底物的使用量为4mol％～8mol％，其金属使用量很高，且较于均相催化剂，优势较弱。专利CN103408601发表了以2,2-联吡啶-5,5-二羧酸为配体，中心离子为钯离子与镧离子、与铈离子及与钕离子三组异核双金属。该催化剂作用于溴苯衍生物与苯硼酸的偶联反应，其金属钯使用量是反应底物摩尔量的0.5％，叔丁醇钠做助催化剂，60℃下反应收率达99％以上。但其金属使用量也较高，同时使用了昂贵的稀土金属及配体，较难工业化推广。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有Suzuki偶联反应用非均相催化剂较高金属使用量、均相催化剂重复使用差、难以回收等缺点，提供一种炭载Pd-Ni双金属催化剂的制备方法及其在Suzuki偶联反应中的应用。
第一方面，本发明提供了一种炭载Pd-Ni双金属催化剂的制备方法，包括如下步骤：
a)以活性炭为载体，以钯盐和镍盐为金属前驱体，进行湿法浸渍使金属钯离子与金属镍离子负载到活性炭上，其中浸渍体系中还含有螯合剂，所述螯合剂为柠檬酸、柠檬酸三钠及其水合物中的一种；所述钯盐和镍盐的投料比以镍与钯的摩尔比计为0.1：1～5：1，钯与螯合剂的摩尔比为2:1～12:1，钯与活性炭(干基)的质量比例为0.5:99.5～5:95；
b)步骤a)浸渍完成后使用碱液调节体系pH值至7～10，充分老化使金属离子形成氧化物或氢氧化物沉积在活性炭表面；
c)然后加入还原剂将金属元素还原为零价金属，从而得到炭载Pd-Ni双金属催化剂。
作为优选，所述步骤a)按照如下实施：将活性炭加入到含有螯合剂的水溶液中打浆，含有螯合剂的水溶液与活性炭(干基)的质量比为5:1～20:1，搅拌1h～3h，得到含有螯合剂的炭浆；配制钯盐和镍盐的混合水溶液(其中钯盐的浓度以钯的质量百分比浓度计优选为0.5％～10％，为了促进钯盐和镍盐溶解，在配制钯盐和镍盐的混合水溶液时，可使用盐酸作为溶剂，盐酸浓度优选0.5-37wt％)，并将钯盐和镍盐的混合水溶液加入至含有螯合剂的炭浆中，继续快速搅拌2h～6h。为了促进钯盐和镍盐溶解，在配制钯盐和镍盐的混合水溶液时，可使用盐酸作为溶剂，盐酸浓度优选0.5-37wt％。
作为优选，所述步骤a)按照如下实施：活性炭加入去离子水中打浆，其中去离子水与活性炭(干基)的质量比为5:1～20:1，搅拌1h～3h得到炭浆；
螯合剂溶于水中得到螯合剂水溶液；配制钯盐和镍盐的混合水溶液(其中钯盐的浓度以钯的质量百分比浓度计优选为0.5％～10％)，并将该混合水溶液加入至螯合剂水溶液中，搅拌1h～3h，以使螯合剂与金属离子配位完成，得到含有螯合剂的混合水溶液；
然后将含有螯合剂的混合水溶液加入至炭浆后，快速搅拌1h～6h。
作为优选，步骤a)中，所述钯盐为氯钯酸钠或氯化钯；所述镍盐为六水合硝酸镍、六水合硫酸镍或六水合氯化镍。
作为优选，所述活性炭的BET比表面为850-1500m2/g，孔容为0.27～0.4cm3/g。本发明所述活性炭在使用前可进行预处理，所述预处理方法为：使用硝酸进行氧化处理，处理后使用去离子水洗涤至滤液pH大于5。
作为优选，步骤b)中，碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、醋酸钠中的至少一种的水溶液，碱液的质量浓度为1％～50％。进一步优选使用两种不同的碱液来调节pH，即先使用一种碱液经10min～60min将pH调节至4～6，再使用另一种碱液经20min～120min调节pH至7～10，当pH达到预定值后，停止搅拌，并老化4h～24h。更进一步优选调节pH至7～10所使用的碱液为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠或醋酸钠的水溶液。
作为优选，步骤c)中，所述的还原剂为甲醇、尿素、甲醛、水合肼、硼氢化钠、硼氢化钾中的一种。所述的还原剂优选使用水溶液，其中甲醇水溶液中甲醇与水的混合体积比为2:1～1:10，甲醇质量是金属钯质量的10倍～100倍；所述甲醛水溶液使用商业35％～37％甲醛水溶液，所述水合肼溶液使用商业80％水合肼溶液，所述甲醛或水合肼在使用前，先使其与水按照体积比为1:1～1:100的比例混合进行稀释；所述硼氢化钠或硼氢化钾水溶液中硼氢化钠或硼氢化钾与水的质量比为1:99～20:80；所述甲醛(以CH2O计算)、水合肼(以N2H4H2O计算)、尿素、硼氢化钠、硼氢化钾的摩尔值是金属钯摩尔值的10倍～80倍。
作为优选，步骤c)按照如下实施：用20min～120min缓慢加入还原剂水溶液，还原剂完全加入后，将炭浆升温至30℃～70℃后，继续搅拌反应1h～4h，然后停止搅拌，老化5h～24h，再使用去离子水洗涤至滤液pH＝5～8，得到催化剂。进一步优选在还原剂水溶液完全加入后，监控体系的pH，使用步骤b)所述的碱液或醋酸水溶液(如5vol％的醋酸水溶液)调节pH，使pH维持在7～10。
第二方面，本发明提供了所述催化剂在Suzuki偶联反应中的应用。
作为一种实施方式，所述的Suzuki偶联反应为：
Figure BDA0003032073160000031
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明所述催化剂的制备方法，通过引入螯合剂，显著提高了催化剂的催化活性；
(2)本发明所述催化剂的制备方法，在还原过程中调节pH在7～10，显著提高了催化剂的催化活性。
(3)本发明所述催化剂的制备方法，通过在步骤b)采用分阶段调节pH值，显著提高了催化剂的催化活性。
(4)本发明制备得到的催化剂，通过引入Ni降低了贵金属Pd的使用量，对于Suzuki偶联反应表现出高催化活性，并且该催化剂易于回收利用。
(5)本发明所述催化剂的制备方法简单，在制备过程中，无低压、高温操作，对设备要求较低。
附图说明
图1-a和1-b分别为实施例制备的催化剂Cat 5和Cat.5a的TEM图。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
本发明实施例使用的活性炭的BET为1425m2/g，孔容为0.28cm3/g。
实施例制备得到的催化剂的性能采用模板反应进行表征：
所述的模板反应具体为：
Figure BDA0003032073160000041
模板反应实施过程：
使用耐压玻璃管进行反应实施，使用Schenlk技术进行氩气置换玻璃管中的空气，分别称取邻氯硝基苯0.7877g、苯硼酸0.7316g、氢氧化钠0.3g、四丁基溴化铵(TBAB)3.22g、水5mL、以及催化剂(其中Pd的摩尔量是邻氯硝基苯的0.1％)。密封后，放入至铝块中进行加热至100℃搅拌10h后，降温至常温，使用乙酸乙酯萃取3次，合并乙酸乙酯、混合均匀后，使用0.45um过滤有机层，使用高效液相(HPLC)进行分析。高效液相的定量方法使用外标法进行产物标定。
实施例1：螯合剂+碱+还原过程调pH
称取活性炭干重9.9g，加入至100g水中打浆。称取0.166g PdCl2与0.056gNiCl2·6H2O溶于2g 4wt％盐酸中，并将溶解完全后的双金属水溶液加入至含有0.066g一水合柠檬酸的水溶液中，并用水稀释至15g，搅拌2h后，用25min～30min将Ni-Pd溶液缓慢滴加至快速搅拌的炭浆中，继续搅拌2h。然后按照表1使用碱一耗时30min调节pH至5.2左右，使用碱二耗时60min将pH调节至8.0，然后老化15h。
配制还原剂：称取1.12g尿素+10mL水，溶解完全后，用20min加入至炭浆中，并使用10％Na2CO3与5％醋酸调节pH，使pH＝8～9，升温至60℃，搅拌条件下还原2h，然后停止搅拌，老化5h。抽滤，使用去离子水洗涤至滤液pH小于8，得到催化剂。
对比例1：螯合剂+单一碱+还原过程不调pH，与Cat.1对比，突出单一碱条件下，还原过程调pH的作用
还原过程不使用10％Na2CO3与5％醋酸调节pH＝8～9，其他实验操作与制备Cat.1的操作相同。催化剂记为Cat.1e。
将实施例1和对比例1制备的催化剂用于模板反应，结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003032073160000042
Figure BDA0003032073160000051
实施例2：螯合剂+双碱+还原过程调pH
称取活性炭干重9.9g，加入至100g水中打浆；称取0.166g PdCl2与0.062g NiSO4·6H2O溶于2g4wt％稀盐酸中，并将溶解完全后的双金属水溶液加入至含有0.066g一水合柠檬酸的水溶液中，并稀释至15g，搅拌2h后，用25min～30min将Ni-Pd溶液缓慢滴加至快速搅拌的炭浆中，继续搅拌6h。然后使用5％KOH经30min调节pH至4.0，使用10％Na2CO3水溶液耗时60min将pH调节至9.0，老化4h。
配制还原剂：称取0.355g硼氢化钠+25mL水，溶解完全后，60min缓慢加入至老化后的炭浆中，使用10％Na2CO3与5％醋酸调节pH，使pH＝7～7.5，升温至30℃～35℃，在搅拌条件下继续还原2h，然后停止搅拌，老化18h。抽滤，使用去离子水洗涤至滤液pH小于8，得到催化剂。催化剂命名为Cat.2。
对比例2：螯合剂+双碱，与实施例2对比，突出双碱条件下还原过程调pH的作用
称取活性炭干重9.9g，加入至100g水中打浆；称取0.166g PdCl2与0.062g NiSO4·6H2O溶于2g 4wt％稀盐酸中，并将溶解完全后的双金属水溶液加入至含有0.066g一水合柠檬酸的水溶液中，并稀释至15g，搅拌2h后，用25min～30min将Ni-Pd溶液缓慢滴加至快速搅拌的炭浆中，继续搅拌6h。然后使用5％KOH经30min调节pH至4.0，使用10％Na2CO3水溶液耗时60min将pH调节至9.0，老化4h。
配制还原剂：称取0.355g硼氢化钠+25mL水，溶解完全后，用60min缓慢加入至炭浆中(pH一般在10-11之间)，升温至30℃～35℃，在搅拌条件下继续还原2h，然后停止搅拌，老化18h。抽滤，使用去离子水洗涤至滤液pH小于8，得到催化剂。催化剂命名为Cat.2a。
将实施例2和对比例2制备的催化剂用于模板反应，结果见表2：
表2
催化剂编号 模板反应产物收率
实施例2 Cat.2 99％
对比例2 Cat.2<sup>a</sup> 85％
实施例3：螯合剂+双碱+还原过程调pH
称取活性炭干重9.7g，加入至200g水中打浆；称取0.5g PdCl2与1.5g Ni(NO3)2·6H2O溶于2g稀盐酸中，并将溶解完全后的双金属水溶液加入至含有0.138g两水合柠檬酸钠的水溶液中，并稀释至15g，搅拌3h后，用25min～30min将Ni-Pd溶液缓慢滴加至快速搅拌的炭浆中，继续搅拌4h。然后使用5％NaOH经60min调节pH至6.0，使用10％NaHCO3水溶液耗时40min将pH调节至7.5，老化2h。配制还原剂：称取3g 37％甲醛水溶液+3mL水，溶解完全后，10min加入至炭浆中，使用10％Na2CO3与5％醋酸调节pH，使pH＝8～8.5升温至25℃～35℃，搅拌条件下继续还原2h，停止搅拌，老化5h。抽滤，使用去离子水洗涤至滤液pH小于8，得到催化剂。催化剂命名为Cat.3。
使用催化剂Cat.3的模板反应，产物收率为97％。
实施例4：活性炭预处理+螯合剂+双碱+还原过程调pH
活性炭预处理：称取干重9.8g活性炭加入至10％硝酸水溶液中，以活性炭成浆态即可，升温至60℃，搅拌5h后，抽滤，首先使用5％NaOH洗涤至滤液澄清，再使用5wt％盐酸洗涤至滤液成酸性，最后使用去离子水洗涤至pH大于5。
将硝酸处理后的活性炭加入至含有0.027g两水合柠檬酸钠的180g水中，搅拌2h；称取0.552g Na2PdCl4与0.4g NiCl2·6H2O溶于30g水中，用25min～30min将Ni-Pd溶液缓慢滴加至快速搅拌的炭浆中，继续搅拌5h。然后使用5％NaOH经40min调节pH至5.0，使用10％Na2CO3水溶液耗时40min将pH调节至8.0，老化4h。配制还原剂：还原剂50min加入至炭浆中，使用10％Na2CO3与5％醋酸调节pH，使pH＝7～7.5，升温至55℃～60℃，继续还原4h，停止搅拌，老化20h。抽滤，使用去离子水洗涤至滤液pH小于8，得到催化剂。
还原剂的选择如下表3所示，对应制得的催化剂命名为Cat.4、Cat.4a、Cat.4b。
对比例3：螯合剂+双碱+还原过程调pH，与Cat.4a对比，突出活性炭预处理的作用
使用未预处理的活性炭，剩余制备步骤与催化剂Cat.4a相同，制备得到的催化剂命名为Cat.4c。
实施例4和对比文件3制备的催化剂用于模板化反应，产物收率见表3：
表3
Figure BDA0003032073160000061
Figure BDA0003032073160000071
实施例5：螯合剂+双碱
称取9.5g的活性炭加入至含有0.1g一水合柠檬酸的200g水中，炭浆搅拌2h。称取0.833g PdCl2与1.116g NiCl2·6H2O溶于30g水中，用25min～30min将Ni-Pd溶液缓慢滴加至快速搅拌的炭浆中，继续搅拌6h。然后使用5％KOH经40min调节pH至4.0，使用15％Na2CO3水溶液耗时80min将pH调节至9.0，老化15h。配制还原剂：称取10％甲醇水溶液50mL，50min加入至老化后的炭浆中，升温至60℃～70℃，搅拌条件下继续还原5h，停止搅拌，老化24h。抽滤，使用去离子水洗涤至滤液pH小于8，得到催化剂。催化剂命名为Cat.5。
对比例4：双碱，与实施例5对比，突出螯合剂的作用
称取9.5g的活性炭加入至200g水中，炭浆搅拌2h，称取0.833g PdCl2与1.116gNiCl2·6H2O溶于30g水中，25min～30min将Ni-Pd溶液缓慢滴加至快速搅拌的炭浆中，继续搅拌6h。使用5％KOH经40min调节pH至4.0，使用15％Na2CO3水溶液耗时80min将pH调节至9.0，老化15h。配制还原剂：称取10％甲醇水溶液50mL，50min加入至炭浆中，升温至60℃～70℃，继续还原5h，停止搅拌，老化24h。抽滤，使用去离子水洗涤至滤液pH小于8，得到催化剂。催化剂命名为Cat.5a。
对比例5：:螯合剂+单一碱，与实施例5对比，突出双碱的作用
称取9.5g的活性炭加入至含有0.1g一水合柠檬酸的200g水中，炭浆搅拌2h，称取0.833g PdCl2与1.116g NiCl2·6H2O溶于30g水中，用25min～30min将Ni-Pd溶液缓慢滴加至快速搅拌的炭浆中，继续搅拌6h。使用5％KOH经40min调节pH至4.0，使用5％KOH水溶液耗时80min将pH调节至9.0，老化15h。配制还原剂：称取10％甲醇水溶液50mL，50min加入至炭浆中，升温至60℃～70℃，搅拌条件下继续还原5h，停止搅拌，老化24h。抽滤，使用去离子水洗涤至滤液pH小于8，得到催化剂。催化剂命名为Cat.5b。
对比例6：螯合剂+单一碱，与实施例5对比，突出双碱的作用
称取9.5g的活性炭加入至含有0.1g一水合柠檬酸的200g水中，炭浆搅拌2h，称取0.833g PdCl2与1.116g NiCl2·6H2O溶于30g水中，用25min～30min将Ni-Pd溶液缓慢滴加至快速搅拌的炭浆中，继续搅拌6h。使用15％Na2CO3经40min调节pH至4.0，使用15％Na2CO3水溶液耗时80min将pH调节至9.0，老化15h。配制还原剂：称取10％甲醇水溶液50mL，50min加入至炭浆中，升温至60℃～70℃，搅拌条件下继续还原5h，停止搅拌，老化24h。抽滤，使用去离子水洗涤至滤液pH小于8，得到催化剂。催化剂命名为Cat.5c。
实施例6：螯合剂+双碱+还原过程调节pH，与实施例5对比，突出还原过程调节pH的作用
称取9.5g的活性炭加入至含有0.1g一水合柠檬酸的200g水中，炭浆搅拌2h，称取0.833g PdCl2与1.116g NiCl2·6H2O溶于30g水中，用25min～30min将Ni-Pd溶液缓慢滴加至快速搅拌的炭浆中，继续搅拌6h。使用5％KOH经40min调节pH至4.0，使用15％Na2CO3水溶液耗时80min将pH调节至9.0，老化15h。配制还原剂：称取10％甲醇水溶液50mL，50min加入至炭浆中，使用10％Na2CO3与5％醋酸调节pH，使pH＝7～7.5，升温至60℃～70℃，搅拌条件下继续还原5h，停止搅拌，老化24h。抽滤，使用去离子水洗涤至滤液pH小于8，得到催化剂。催化剂命名为Cat.5d。
催化剂编号 模板反应产物收率
Cat.5 94％
Cat.5<sup>a</sup> 79％
Cat.5<sup>b</sup> 80％
Cat.5<sup>c</sup> 87％
Cat.5<sup>d</sup> 96％
如图1-a和1-b所示，Cat.5金属颗粒尺寸小于5nm，且尺寸均一；而未使用螯合剂的Cat.5a催化剂的金属颗粒均一性较差，有明显金属颗粒的聚集。
实施例6：
称取活性炭干重297g，加入至3000g水中打浆；称取8.33g PdCl2与6.07gNiCl2·6H2O溶于50g 4wt％稀盐酸中，并将溶解完全后的双金属水溶液加入至含有1.64g一水合柠檬酸的水溶液中，并稀释至250g，搅拌3h后，用40min～50min将Ni-Pd溶液缓慢滴加至快速搅拌的炭浆中，继续搅拌4h。然后使用5％NaOH经30min调节pH至6.0，使用30％NaOAc水溶液耗时60min将pH调节至8.0，老化4h。配制还原剂：称取25.32g硼氢化钾+200mL水，溶解完全后，用60min缓慢加入至炭浆中，使用10％NaHCO3与2％醋酸调节pH，使pH＝7～7.5，升温至30℃～35℃，搅拌条件下继续还原3h，停止搅拌，老化18h。抽滤洗涤。催化剂命名为Cat.6。
使用催化剂Cat.6的模板反应，产物收率为99％。

Claims (10)

1.一种炭载Pd-Ni双金属催化剂的制备方法，包括如下步骤：
a)以活性炭为载体，以钯盐和镍盐为金属前驱体，进行湿法浸渍使金属钯离子与金属镍离子负载到活性炭上，其中浸渍体系中还含有螯合剂，所述螯合剂为柠檬酸、柠檬酸三钠及其水合物中的一种；所述钯盐和镍盐的投料比以镍与钯的摩尔比计为0.1：1～5：1，钯与螯合剂的摩尔比为2:1～12:1，钯与活性炭的质量比例为0.5:99.5～5:95；
b)步骤a)浸渍完成后使用碱液调节体系pH值至7～10，充分老化使金属离子形成氧化物或氢氧化物沉积在活性炭表面；
c)然后加入还原剂将金属元素还原为零价金属，从而得到炭载Pd-Ni双金属催化剂。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤c)中，所述的还原剂为甲醇、尿素、甲醛、水合肼、硼氢化钠、硼氢化钾中的一种。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤c)按照如下实施：用20min～120min缓慢加入还原剂水溶液，还原剂完全加入后，将炭浆升温至30℃～70℃后，继续搅拌反应1h～4h，然后停止搅拌，老化5h～24h，再使用去离子水洗涤至滤液pH＝5～8，得到催化剂。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在还原剂水溶液完全加入后，监控体系的pH，使用步骤b)所述的碱液或醋酸水溶液调节pH，使pH维持在7～10，然后将炭浆升温至30℃～70℃进行反应。
5.如权利要求1-4之一所述的制备方法，其特征在于：
所述步骤a)按照如下实施：将活性炭加入到含有螯合剂的水溶液中打浆，含有螯合剂的水溶液与活性炭的质量比为5:1～20:1，搅拌1h～3h，得到含有螯合剂的炭浆；配制钯盐和镍盐的混合水溶液，并将钯盐和镍盐的混合水溶液加入至含有螯合剂的炭浆中，继续快速搅拌2h～6h；
或者所述步骤a)按照如下实施：活性炭加入去离子水中打浆，其中去离子水与活性炭的质量比为5:1～20:1，搅拌1h～3h得到炭浆；螯合剂溶于水中得到螯合剂水溶液，配制钯盐和镍盐的混合水溶液，并将该混合水溶液加入至螯合剂水溶液中，搅拌1h～3h，以使螯合剂与金属离子配位完成，得到含有螯合剂的混合水溶液；然后将含有螯合剂的混合水溶液加入至炭浆后，快速搅拌1h～6h。
6.如权利要求1-4之一所述的制备方法，其特征在于：步骤b)中，碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、醋酸钠中的至少一种的水溶液，碱液的质量浓度为1％～50％。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：使用两种不同的碱液来调节pH，即先使用一种碱液经10min～60min将pH调节至4～6，再使用另一种碱液经20min～120min调节pH至7～10，当pH达到预定值后，停止搅拌，并老化4h～24h。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：调节pH至7～10所使用的碱液为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠或醋酸钠的水溶液。
9.如权利要求1-8之一所述的制备方法，其特征在于：所述活性炭的BET比表面为850-1500m2/g，孔容为0.27～0.4cm3/g。
10.根据权利要求1所述的炭载Pd-Ni双金属催化剂在Suzuki偶联反应中的应用。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101549292A (zh) * 2009-05-08 2009-10-07 西安凯立化工有限公司 一种苯环加氢合成环己烯催化剂及其制备方法
CN102061387A (zh) * 2011-01-06 2011-05-18 广西银亿科技矿冶有限公司 一种二段式沉镍方法
CN103041805A (zh) * 2012-12-07 2013-04-17 贵研铂业股份有限公司 一种培南类抗生素合成用的高活性钯炭催化剂的制备方法
CN104689832A (zh) * 2015-03-20 2015-06-10 西安凯立化工有限公司 一种Suzuki偶联反应用改性钯炭催化剂的制备方法
CN105214686A (zh) * 2015-09-25 2016-01-06 浙江工业大学 一种炭载多组分催化剂及其制备方法与应用
EP3287465A1 (en) * 2016-08-24 2018-02-28 LCY Chemical Corp. Metal catalyst, manufacturing method and application therof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101549292A (zh) * 2009-05-08 2009-10-07 西安凯立化工有限公司 一种苯环加氢合成环己烯催化剂及其制备方法
CN102061387A (zh) * 2011-01-06 2011-05-18 广西银亿科技矿冶有限公司 一种二段式沉镍方法
CN103041805A (zh) * 2012-12-07 2013-04-17 贵研铂业股份有限公司 一种培南类抗生素合成用的高活性钯炭催化剂的制备方法
CN104689832A (zh) * 2015-03-20 2015-06-10 西安凯立化工有限公司 一种Suzuki偶联反应用改性钯炭催化剂的制备方法
CN105214686A (zh) * 2015-09-25 2016-01-06 浙江工业大学 一种炭载多组分催化剂及其制备方法与应用
EP3287465A1 (en) * 2016-08-24 2018-02-28 LCY Chemical Corp. Metal catalyst, manufacturing method and application therof

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