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A comparative study of catalytic activity on iron-based carbon nanostructured catalysts with Pd loading: Using the Box–Behnken design (BBD) method in the Suzuki–Miyaura coupling
Applied Organometallic Chemistry ( IF 3.7 ) Pub Date : 2021-09-09 , DOI: 10.1002/aoc.6415 Faezeh Moniriyan 1 , Seyyed Javad Sabounchei 1
Applied Organometallic Chemistry ( IF 3.7 ) Pub Date : 2021-09-09 , DOI: 10.1002/aoc.6415 Faezeh Moniriyan 1 , Seyyed Javad Sabounchei 1
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Highly dispersed palladium nanoparticles immobilized on surface-modified Fe3O4 NPs and magnetic carbon nanostructures (CNSs; carbon nanotubes/graphene oxide) were synthesized and applied as a recyclable and reusable nanocatalyst to achieve palladium (II)-catalyzed Suzuki–Miyaura reaction of arylboronic acid with aryl bromides. Carbon nanostructures with immobilized hydantoin (PH)-Pd complex display excellent stability, including a high performance at low catalyst loading. Magnetic separation prevents catalyst centrifuge or filtration and also contributes to practical techniques for recovery. Next, a response surface method based on a three-level Box–Behnken design was used, which involved three factors: catalyst loading, reaction time, and solvent. The Box–Behnken method was advantageous to parameters optimization for obtaining a yield, with high efficiency and accuracy. As a result of catalytic tests, the TONs and TOFs were calculated from all coupling reactions. The prepared nano-magnetic catalysts, after the catalysis reaction, can be easily recovered through the magnetic field. Evaluated catalytic performance indicates that these types of catalysts can function as effective recyclable catalysts at least five times without losing the initial level of catalytic activity.
中文翻译：
Pd负载铁基碳纳米结构催化剂催化活性的比较研究：在铃木-宫浦偶联中使用Box-Behnken设计（BBD）方法
高度分散的钯纳米粒子固定在表面改性的 Fe 3 O 4 上合成了纳米颗粒和磁性碳纳米结构（CNS；碳纳米管/氧化石墨烯），并将其用作可回收和可重复使用的纳米催化剂，以实现钯（II）催化的芳基硼酸与芳基溴化物的 Suzuki-Miyaura 反应。具有固定化乙内酰脲 (PH)-Pd 复合物的碳纳米结构显示出优异的稳定性，包括在低催化剂负载下的高性能。磁性分离可防止催化剂离心或过滤，也有助于实用的回收技术。接下来，使用基于三级 Box-Behnken 设计的响应面方法，该方法涉及三个因素：催化剂负载、反应时间和溶剂。Box-Behnken 方法有利于参数优化以获得高效率和准确性。作为催化试验的结果，TON 和 TOF 由所有偶联反应计算得出。制备的纳米磁性催化剂经过催化反应后，可以很容易地通过磁场回收。评估的催化性能表明，这些类型的催化剂可以作为有效的可回收催化剂发挥至少五次的作用，而不会失去最初的催化活性水平。
更新日期：2021-09-09
中文翻译：
Pd负载铁基碳纳米结构催化剂催化活性的比较研究：在铃木-宫浦偶联中使用Box-Behnken设计（BBD）方法
高度分散的钯纳米粒子固定在表面改性的 Fe 3 O 4 上合成了纳米颗粒和磁性碳纳米结构（CNS；碳纳米管/氧化石墨烯），并将其用作可回收和可重复使用的纳米催化剂，以实现钯（II）催化的芳基硼酸与芳基溴化物的 Suzuki-Miyaura 反应。具有固定化乙内酰脲 (PH)-Pd 复合物的碳纳米结构显示出优异的稳定性，包括在低催化剂负载下的高性能。磁性分离可防止催化剂离心或过滤，也有助于实用的回收技术。接下来，使用基于三级 Box-Behnken 设计的响应面方法，该方法涉及三个因素：催化剂负载、反应时间和溶剂。Box-Behnken 方法有利于参数优化以获得高效率和准确性。作为催化试验的结果，TON 和 TOF 由所有偶联反应计算得出。制备的纳米磁性催化剂经过催化反应后，可以很容易地通过磁场回收。评估的催化性能表明，这些类型的催化剂可以作为有效的可回收催化剂发挥至少五次的作用，而不会失去最初的催化活性水平。
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