Grafene Desteklenmiş Tekdüze Parçacık Dağılımlı Ni-Pd Çekirdek-Kabuk Nanopartikülleri: Suzuki-Miyaura Kenetlenme Tepkimelerinde Etkinliği Yüksek ve Ekonomik Bir Katalizör


Can H., Metin Ö., Alp C., Gültekin M. S., Sun S.

4. Ulusal Anorganik Kimya Kongresi, Tokat, Türkiye, 30 Mayıs - 02 Haziran 2013

  • Yayın Türü: Bildiri / Yayınlanmadı
  • Basıldığı Şehir: Tokat
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Atatürk Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Tekdüze parçacık dağılımlı Ni-Pd çekirdek-kabuk nanopartikülleri, nikel(II)asetat ve paladyum(II)bromür’ün oleyilamin ve trioktilfosfin (TOP) içerisinde ısıl bozunması ve ardışık indirgenmesiyle sentezlendi. Bu yolla sentezlenen Ni-Pd çekirdek-kabuk nanopartiküllerinin hekzan içerisinde alınan geçirimli elektron mikroskobu görüntüleri, nanopartiküllerin % 5’lik bir standart sapma ile 10 nm ortalama parçacık boyutuna sahip olduğunu gösterdi. Ni-Pd çekirdek-kabuk nanopartiküllerinin oluşumu üzerine yapılan mekanistik çalışmalar; TOP kullanımının, Ni-TOP ve Pd-TOP komplekslerinin oluşumu yolu ile iki metalin ardışık sırada indirgenmesini sağladığı için zorunlu olduğunu gösterdi. Mevcut sentez metodu ile sadece Ni ve Pd tuzlarının başlangıç molar oranları kontrol edilerek, çekirdek-kabuk yapısı için Ni-Pd bileşimi ayarlandı. Çekirdek-kabuk Ni-Pd nanopartikülleri grafene desteklenerek, Suzuki-Miyaura karbon-karbon kenetlenme tepkimelerinde katalizör olarak test edildi. Ni-Pd çekirdek-kabuk nanopartiküllerinin sentezlenen farklı üç bileşimi arasından, Ni-Pd (Ni/Pd=3/2) nanopartikülünün 110 oC’de dimetilformamid/su karışımında K2CO3’un baz olarak kullanılmasıyla arilboronik asitin aril iyodürle (Ar-I), aril bromürle (Ar-Br) ve hatta kenetlenme tepkimelerinin zor olduğu bilinen aril klorürle (Ar-Cl) olan Suzuki-Miyaura karbon-karbon kenetlenme tepkimelerinde oldukça etkin katalizör olduğu belirlendi. Grafene destekli Ni-Pd çekirdek-kabuk nanopartikülleri, Suzuki-Miyaura kenetlenme tepkimelerinde yüksek etkinliklerinin yanı sıra oldukça kararlı ve tekrar kullanılabilir bir katalizördür. Ard arda yapılan beş katalitik testten sonra bile grafene destekli Ni-Pd çekirdek kabuk nanopartiküllerinin kompozisyonlarında ve morfolojilerinde herhangi bir değişim olmadığı ve Suzuki-Miyaura kenetlenme tepkimelerinde halen %98 dönüşüm sağladığı gösterildi. Bu çalışmada, homojen katalizörün etkinliği ve heterojen katalizörün dayanıklılığını bir araya getiren grafene destekli Ni-Pd çekirdek-kabuk nanopartikülleri, çeşitli Pd-bazlı katalitik uygulamalar için gelecek vaat etmektedir.