一种咪唑类离子液体单原子催化剂的制备方法及其应用与流程

技术特征：
1.一种咪唑类离子液体单原子催化剂，其特征在于：所述单原子催化剂具有式(ⅰ)或(ⅱ)所示的结构单元；其中，m＝pd、rh、ru、mn、fe、co、ni或cu；m、n均为整数；r1、r2为c1-c10的烷基、烷氧基、羟基、氰基、氨基、硝基、卤代或苯基。2.根据权利要求1所述的一种咪唑类离子液体单原子催化剂，其特征在于：所述催化剂中金属的负载量为0～11wt％。3.一种根据权利要求1或2所述的咪唑类离子液体单原子催化剂的制备方法，其特征在于：是以聚咪唑类离子液体为载体，与多种金属盐m以双卡宾或单卡宾原位络合，通过预聚合/配位或预配位/聚合得到的单原子负载型多相催化剂。4.根据权利要求3所述的一种咪唑类离子液体单原子催化剂的制备方法，其特征在于：所述预聚合/配位，采用如下反应：其中，a,b,c,d均为整数；x-为cl-、br-、i-、bf
4-、pf
6-、ntf2、tfsi-、h2po4、no
3-或c2h5coo-。5.根据权利要求3所述的一种咪唑类离子液体单原子催化剂的制备方法，其特征在于：所述预配位/聚合时，采用如下反应：
其中，a,b,c,d均为整数；x-为cl-、br-、i-、bf
4-、pf
6-、ntf2、tfsi-、h2po4、no
3-或c2h5coo-。6.根据权利要求4或5所述的一种咪唑类离子液体单原子催化剂的制备方法，其特征在于：所述聚咪唑类离子液体载体，通过以下步骤得到：s1.分别称取一定量的n-乙烯基咪唑和卤代化合物，反应得到含咪唑环的卤代离子液体单体；s2.含咪唑环的卤代离子液体单体在交联剂、引发剂作用下交联聚合即得。7.根据权利要求6所述的一种咪唑类离子液体单原子催化剂的制备方法，其特征在于：通过阴离子取代反应实现阴离子交换，离子液体单体的基本结构单元如式(ⅰ)所示；其中，取代基r1为c1-c10的烷基或烷氧基、羟基、氰基、氨基、硝基、卤代或苯基；阴离子x-＝cl-、br-、i-、bf
4-、pf
6-、ntf2、tfsi-、h2po4、no
3-或c2h5coo-。8.根据权利要求4、5或7所述的一种咪唑类离子液体单原子催化剂的制备方法，其特征在于：所述金属盐为三氯化钒、三氯化铬、硫酸锰、三氯化铁、二氯化钴、三氯化镍、二氯化铜、硝酸锌、钼酸铵、三氯化钌、六氯铑酸钠、四氯钯酸钠、四氯钯酸钾、硝酸银、四氯化铱、六氯铂酸、四氯金酸、氯化铟或四氯化锡。9.一种咪唑类离子液体单原子催化剂是由单分散金属原子均匀地与咪唑单卡宾或双卡宾配位在聚离子液体衬底材料表面构成。10.根据权利要求8所述方法制备的咪唑类离子液体单原子催化剂在温和条件下suzuki-miyaura反应，sonogashira偶联反应、heck偶联反应中的应用。

技术总结
本发明提供了一种咪唑类离子液体单原子催化剂的制备方法及其应用，结合咪唑类离子液体对单原子金属强的卡宾配位能力，在咪唑类离子液体中引入双键，通过交联共聚，采用预聚合/配位或预配位/聚合方法，在聚离子液体表面锚定单原子金属，制备一系列单原子催化剂。通过本发明的方法合成构筑结构稳定、反应活性高、选择性高、易分离的多相单原子催化剂，实现对金属的最大化利用，其应用于催化交叉偶联反应(Suzuki-Miyaura反应，Sonogashira偶联反应、Heck偶联等反应中能够在更温和和更环保的反应条件下进行，对催化交叉偶联反应具有更高的催化效率和产物选择性。催化效率和产物选择性。催化效率和产物选择性。


技术研发人员：刘旌江 郭福虎 A
受保护的技术使用者：甘肃警察职业学院
技术研发日：2021.11.17
技术公布日：2022/2/24