功能化共价有机框架负载的超细钯纳米颗粒催化剂制备及其催化性能研究中文摘要在过去的几十年中金属纳米催化剂在化工基础研究和实际应用方面都取得了重大突破，研究发现影响金属纳米催化剂性能的因素多种多样，包括粒径，形状，化学组成，金属与载体的相互作用以及金属与反应物/溶剂的相互作用等等。金属纳米颗粒（NPs）具有更窄的粒径尺寸能够提供更高密度的可用于催化的活性位点，从而使表面原子更具反应性，大幅度提高了原子效率并降低了金属催化剂的成本。同时发现金属 NPs 与载体之间存在的协同效应，配体效应以及应变效应等相互作用也在影响着纳米催化剂的催化性能。因此，可控合成性能优异的金属纳米催化剂意义重大。由共价键连接而成具有高结晶度和孔隙度的共价有机框架材料(Covalent Organic Frameworks, COFs)在化学研究领域具有极为出色的应用前景，尤其在非均相催化领域，COFs 清晰的骨架结构、规整的孔结构等特性，使其成为负载催化活性位点的理想载体。通过设计合成结构规整的 COFs，精准调控金属 NPs 的尺寸，利用金属 NPs 与载体间的相互作用调整其分布情况以合成具有高活性高耐受性的负载型贵金属纳米催化剂是一项极为有意义的研究。在此背景下，本论文设计合成了几种不同的 COFs 负载的钯催化剂，并应用于催化不同的反应。本论文主要的研究内容如下:（1）设计使用三聚氯氰分别与对苯二胺和 4,4'-二氨基联苯缩合，合成了两种具有不同孔径的三嗪基官能化 COFs。基于三嗪基-COF 孔道的限域效应以及杂原子与金属粒子间的协同作用，采用简单的合成策略来控制 Pd 团簇的生长，得到两种钯催化剂，其中的Pd 纳米团簇尺寸约为 0.8 nm。以此方法获得的催化剂在还原硝基芳烃的反应中表现出极为出色的催化活性。同时由于载体的孔径差异，具有较大孔的Pd@COF-BPh 催化剂对于硝基还原反应具有比 Pd@COF-Ph 催化剂更加出色的催化效果。（2）在溶剂热条件下由 1,3,5-三（对甲酰基苯基）苯和水合肼合成了高度稳定的吖嗪基连接的 COF（ACOF）。二维薄片层状结构和丰富的吖嗪基使得制备的 ACOF 成为锚定金属 NPs，制备非均相催化剂的理想载体。通过简单的反向双溶剂法，将高度分散的超细 Pd NPs 成功固定在富氮晶体 ACOF 上制备出的 Pd@ACOF 催化剂对 Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应表现出优异的活性和稳定性。（3）选择合成具有成本效益的含三嗪基的二维 COF（2D-COF），然后将 2D-COF 进行自模板碳化，以制...
