CN100398209C - 一种负载型硅氢化反应催化剂及其合成方法 - Google Patents
一种负载型硅氢化反应催化剂及其合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种负载型硅氢化反应催化剂及其合成方法。以无机物为催化剂载体，用偶联剂在载体表面键接上硅-乙烯键，然后与六水合氯铂酸配位络合，形成催化硅氢化反应的负载型铂催化剂。本发明提供的催化剂是负载型的非均相催化剂，具有高效催化、可回收、可循环利用等特点；能有效地催化多种含硅氢键的硅烷或硅氧烷与不饱和烃、含不饱和键的硅烷或硅氧烷的硅氢化反应，应用范围比较广泛；制备方法简单，易于控制，并可循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及硅氢化反应催化剂及其制备方法。具体来讲是涉及一种负载型硅氢化反应催化剂及其合成方法。
背景技术
硅氢化反应是形成新型硅-碳键化合物的最重要反应，其催化剂一直也是有机硅领域和催化剂领域的热点话题。自从1957年Speier发现氯铂酸这一非常有效的均相催化剂以来，铂类催化剂成为硅氢化反应中最有效的一类催化剂。为提高催化剂的反应活性，Karstedt等人又将氯铂酸或氯铂酸盐与含有乙烯基的硅烷或硅氧烷络合，形成广泛的一类铂络合物型的硅氢化反应催化剂。
虽然上述发展的催化剂已经在有机硅产业的得到广泛应用，但作为均相催化剂，催化剂的分离困难，无法回收，不能循环利用，使得催化剂的成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供具有高效催化、可回收、可循环环利用的一种负载型硅氢化反应催化剂及其合成方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种负载型硅氢化反应催化剂，形成具有以下示意结构的负载型铂催化剂：
该负载型硅氢化反应催化剂通过下述方法实现：以无机物为催化剂载体，用偶联剂在载体表面键接上硅-乙烯键，然后与六水合氯铂酸配位络合，形成催化硅氢化反应的负载型铂催化剂。
所述的催化剂载体为二氧化硅或玻璃纤维。
所述的用偶联剂在载体表面键接上硅-乙烯键的工艺过程为：在溶剂中，用偶联剂处理催化剂载体，无机物载体和溶剂的质量比为1∶20～1∶40，偶联剂和无机物载体的质量比为1∶1～1∶2，处理温度为30℃～140℃，反应时间为3～24小时。
所述的溶剂为苯、甲苯或二甲苯。
所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷本体或浓度为1％的乙烯基三乙氧基硅烷水溶液。
所述的与六水合氯铂酸配位络合的工艺过程为：以无水乙醇为溶剂，用六水合氯铂酸和碳酸氢钠处理经过偶联处理的无机物载体，最终生成目标产物负载型铂催化剂，无机物载体与无水乙醇的质量比为：1∶50～1∶100，无机物载体、六水合氯铂酸和碳酸氢钠的质量比为400∶5∶6，反应温度为30℃～70℃，反应时间为6～24小时。
本发明具有的有益效果是：
1、由于本发明提供的催化剂是负载型的非均相催化剂，具有高效催化、可回收、可循环利用等特点，同时也为硅氢化反应的催化剂增添了一个新品种；
2、由于本发明提供的催化剂能有效地催化多种含硅氢键的硅烷或硅氧烷与不饱和烃、含不饱和键的硅烷或硅氧烷的硅氢化反应，应用范围比较广泛，并有希望更大程度地扩大应用到催化各种含硅氢键化合物与含不饱和键的化合物的反应中；
3、本发明提供的制备方法简单，易于控制，并可循环利用，具有长远的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：催化剂载体的偶联处理(以二氧化硅为载体)
在装有氮气进出口和搅拌装置的250mL的反应器中，加入6.0g气相二氧化硅和140mL甲苯，氮气保护下室温搅拌半小时，加入6.0g乙烯基三乙氧基硅烷，加热，110℃回流搅拌反应24小时。过滤，得微粘性白色粉末，干燥，在温度为150℃压力为26Pa条件下活化反应5小时。冷却研细，丙酮洗涤，于120℃/26Pa干燥至恒重得无粘性白色粉末。
实施例2：催化剂载体的偶联处理(以玻璃纤维为载体)
在带氮气保护的250mL的反应器中，加入2.0g玻璃纤维和100mL二甲苯，加入100mL质量浓度为1.0％乙烯基三乙氧基硅烷的水溶液，加热，140℃回流反应12小时，停止反应后取出玻璃纤维，在温度为150℃压力为26Pa条件下活化反应5小时。然后用丙酮洗涤，于120℃/26Pa干燥至恒重。
实施例3：催化剂载体的偶联处理(以二氧化硅为载体)
在装有氮气进出口和搅拌装置的250mL的反应器中，加入6.0g气相二氧化硅和150mL苯，氮气保护下室温搅拌半小时，加入4.0g乙烯基三乙氧基硅烷，加热，30℃回流搅拌反应3小时。过滤，在温度为150℃压力为26Pa条件下活化反应5小时。冷却研细，丙酮洗涤，于120℃/26Pa干燥至恒重得白色粉末。
实施例4：络合铂催化剂的合成
在100mL反应瓶中加入0.4g实施例1中处理过的二氧化硅白色粉末、0.005g六水合氯铂酸、0.006g碳酸氢钠，25mL无水乙醇，30℃下搅拌反应6小时。过滤，用酒精的水溶液洗涤6次，在70℃/26Pa下干燥至恒重，冷却研细得白色粉末。
实施例5：络合铂催化剂的合成
在100mL反应瓶中加入0.4g实施例2中处理过的玻璃纤维、0.005g六水合氯铂酸、0.006g碳酸氢钠，50mL无水乙醇，50℃下搅拌反应24小时。过滤，用酒精的水溶液洗涤6次，在70℃/26Pa下干燥至恒重。
实施例6：络合铂催化剂的合成
在100mL反应瓶中加入0.4g实施例3中处理过的二氧化硅白色粉末、0.005g六水合氯铂酸、0.006g碳酸氢钠，40mL无水乙醇，70℃下搅拌反应12小时。过滤，用酒精的水溶液洗涤6次，在70℃/26Pa下干燥至恒重，冷却研细得白色粉末。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种负载型硅氢化反应催化剂，其特征在于：形成具有以下示意结构的负载型铂催化剂：
2.一种负载型硅氢化反应催化剂的合成方法，其特征在于：
以无机物为催化剂载体，用偶联剂在载体表面键接上硅-乙烯键，然后与六水合氯铂酸配位络合，形成催化硅氢化反应的负载型铂催化剂；
所述的用偶联剂在载体表面键接上硅-乙烯键的工艺过程为：在溶剂中，用偶联剂处理催化剂载体，无机物载体和溶剂的质量比为1∶20～1∶40，偶联剂和无机物载体的质量比为1∶1～1∶2，处理温度为30℃～140℃，反应时间为3～24小时；
所述的与六水合氯铂酸配位络合的工艺过程为：以无水乙醇为溶剂，用六水合氯铂酸和碳酸氢钠处理经过偶联处理的无机物载体，最终生成目标产物负载型铂催化剂，无机物载体与无水乙醇的质量比为：1∶50～1∶100，无机物载体、六水合氯铂酸和碳酸氢钠的质量比为400∶5∶6，反应温度为30℃～70℃，反应时间为6～24小时。
3.根据权利要求2所述的一种负载型硅氢化反应催化剂的合成方法，其特征在于：所述的催化剂载体为二氧化硅或玻璃纤维。
4.根据权利要求4所述的一种负载型硅氢化反应催化剂的合成方法，其特征在于：所述的溶剂为苯、甲苯或二甲苯。
5.根据权利要求4所述的一种负载型硅氢化反应催化剂的合成方法，其特征在于：所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷本体或浓度为1％的乙烯基三乙氧基硅烷水溶液。
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