CN105665014B - 负载型硅氢加成铂催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种负载型硅氢加成铂催化剂及其制备方法，它是以聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子为载体负载单原子铂催化剂，并使铂与聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子上的乙烯基络合而形成的催化剂，具体制备方法是先用乙烯基三乙氧基硅氧烷或已烯基三甲氧基硅氧烷和氨水反应得到载体聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子，然后将聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子、铂化合物、碳酸氢钠以及无水乙醇在反应瓶中反应即可获得负载型硅氢加成铂催化剂。本发明的负载型硅氢加成铂催化剂具有高催化活性，可以循环使用，制备方法简单。

Description

负载型硅氢加成铂催化剂及其制备方法
技术领域
本发明的实施方式涉及铂催化剂，更具体地，本发明的实施方式涉及一种负载型硅氢加成铂催化剂及其制备方法。
背景技术
硅氢加成反应是指含硅氢键的有机硅化合物和不饱和化合物在一定条件下进行的加成反应，在有机硅化学中占有重要的地位。硅氢加成反应的发生，有赖于催化剂的催化，通常使用铂化合物作为硅氢加成催化剂。当前，广泛使用的铂催化剂为Speier催化剂(氯铂酸的醇溶液)以及Karstedt催化剂(零价单原子铂与含有乙烯基的硅氧烷络合)。这两种催化剂虽具有较高的活性，但其为均相催化剂，反应结束后，催化剂难以从反应体系中分离，无法回收利用，不利于贵金属Pt的使用。
负载型铂催化剂，一种非均相催化剂，是将铂负载在活性炭、无机氧化物(氧化铝、氧化镁、二氧化硅等)以及高分子固体上形成的催化剂，其最大优点就在于其可以方便地与产物进行分离，重复利用。当前，负载型铂催化剂在硅氢加成反应中也有重要的应用和文献报道。一些研究者采用偶联剂对二氧化硅表面进行改性，引入相应的功能基团，之后通过这些功能基团与铂进行络合，从而负载上铂，作为催化剂用于硅氢加成反应中，取得了不错的催化效果。中国专利CN102188996A与CN102179266A就通过二氧化硅表面改性后与铂络合，制备了负载型铂催化剂。研制具有高活性、高选择性的硅氢加成反应铂催化剂，对有机硅领域的发展和应用具有重要的意义。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种负载型硅氢加成铂催化剂及其制备方法，以期望可以获得具有高活性、高选择性的硅氢加成反应铂催化剂。
为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：
一种负载型硅氢加成铂催化剂，它是以聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子为载体负载单原子铂催化剂，并使铂与聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子上的乙烯基络合而形成的催化剂。
本发明还提供了上述负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法，它包括以下步骤：
(1)制备载体
将乙烯基三乙氧基硅氧烷或乙烯基三甲氧基硅氧烷加入适量水中激烈搅拌形成均一溶液；然后用氨水调节溶液pH值至10～12，接着将溶液在20～80℃下反应3～24h，反应完成后，通过离心、洗涤以及干燥，得到载体即聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子；
(2)载体上负载铂
将聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子、铂化合物、碳酸氢钠以及无水乙醇按照质量比100～10：1:1～20:800～3000加入反应瓶中，在20～80℃下反搅拌应2～24h，然后过滤、洗涤、干燥，得到负载型硅氢加成铂催化剂。
上述负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法中，所述铂化合物为氯铂酸、氯亚铂酸钠或氯铂酸钾。
上述负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法中，所述氨水的质量浓度为25％-28％。
上述负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法中，所述均一溶液中乙烯基三乙氧基硅氧烷或乙烯基三甲氧基硅氧烷与水的质量比为1～20:100。
上述负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法的步骤(1)中，所述洗涤是指用乙醇洗涤，所述干燥是指真空干燥。
上述负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法的步骤(2)中，所述洗涤是指用乙醇的水溶液洗涤，所述干燥是指真空干燥。
上述负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法的步骤(2)中，所述洗涤的次数为3～6次，所述乙醇水溶液的浓度为30％～90％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、由于本发明制备的催化剂是以聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子为载体，其表面功能基团全覆盖且均一性好，从而导致所制备的催化剂活性位点分布均匀，具有较高的催化活性。
2.由于本发明制备的催化剂是负载型催化剂，具有高效催化、可回收循环使用等特点，同时也为硅氢加成反应催化剂增加了一个新品种。
3.本发明提供的制备方法简单，易于控制，重现性比较好，具有一定的经济社会效益。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
1)制备载体聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子：将1g乙烯基三乙基硅氧烷加入到100g水中，激烈搅拌形成均一溶液后，滴加质量百分浓度为25％的氨水，调节溶液pH值到11。紧接着，将溶液在40℃下反应12小时。反应完成后，通过离心分离、乙醇洗涤以及真空干燥，即可得到聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子。
2)载体上负载铂：在反应瓶中，按照质量比100:1:5:1200加入聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子、氯铂酸、碳酸氢钠以及无水乙醇，在60℃下搅拌反应6小时，过滤，用浓度50％的乙醇水溶液洗涤6次，在真空干燥箱中干燥，即得负载型硅氢加成铂催化剂。
实施例2
1)制备载体聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子：将10g乙烯基三甲氧基硅氧烷加入到100g水中，激烈搅拌形成均一溶液后，滴加质量百分浓度为28％的氨水，调节溶液pH值到11。紧接着，将溶液在40℃下反应12小时。反应完成后，通过离心分离、乙醇洗涤以及真空干燥，即可得到聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子。
2)载体上负载铂：在反应瓶中，按照质量比100:1:20:3000加入聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子、氯亚铂酸钠、碳酸氢钠以及无水乙醇，在60℃下搅拌反应6小时，过滤，用浓度30％的乙醇水溶液洗涤6次，在真空干燥箱中干燥，即得负载型硅氢加成铂催化剂。
实施例3
1)制备载体聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子：将20g乙烯基三乙基硅氧烷加入到100g水中，激烈搅拌形成均一溶液后，滴加质量百分浓度为26％的氨水，调节溶液pH值到11。紧接着，将溶液在80℃下反应3小时。反应完成后，通过离心分离、乙醇洗涤以及真空干燥，即可得到聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子。
2)载体上负载铂：在反应瓶中，按照质量比80:1:10:2500加入聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子、氯铂酸钾、碳酸氢钠以及无水乙醇，在20℃下搅拌反应24小时，过滤，用浓度90％的乙醇水溶液洗涤4次，在真空干燥箱中干燥，即得负载型硅氢加成铂催化剂。
实施例4
1)制备载体聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子：将10g乙烯基三乙基硅氧烷加入到100g水中，激烈搅拌形成均一溶液后，滴加质量百分浓度为26％的氨水，调节溶液pH值到11。紧接着，将溶液在20℃下反应24小时。反应完成后，通过离心分离、乙醇洗涤以及真空干燥，即可得到聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子。
2)载体上负载铂：在反应瓶中，按照质量比50:1:5:1500加入聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子、氯铂酸钾、碳酸氢钠以及无水乙醇，在60℃下搅拌反应6小时，过滤，用浓度90％的乙醇水溶液洗涤3次，在真空干燥箱中干燥，即得负载型硅氢加成铂催化剂。
实施例5
1)制备载体聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子：将10g乙烯基三甲氧基硅氧烷加入到100g水中，激烈搅拌形成均一溶液后，滴加质量百分浓度为26％的氨水，调节溶液pH值到10。紧接着，将溶液在60℃下反应8小时。反应完成后，通过离心分离、乙醇洗涤以及真空干燥，即可得到聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子。
2)载体上负载铂：在反应瓶中，按照质量比10:1:1:800加入聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子、氯铂酸钾、碳酸氢钠以及无水乙醇，在60℃下搅拌反应6小时，过滤，用浓度75％的乙醇水溶液洗涤3次，在真空干燥箱中干燥，即得负载型硅氢加成铂催化剂。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (7)

1.一种负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)制备载体
将乙烯基三乙氧基硅氧烷或乙烯基三甲氧基硅氧烷加入适量水中激烈搅拌形成均一溶液；然后用氨水调节溶液pH值至10～12，接着将溶液在20～80℃下反应3～24h，反应完成后，通过离心、洗涤以及干燥，得到载体即聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子；
(2)载体上负载铂
将聚乙烯基倍半硅氧烷纳米粒子、铂化合物、碳酸氢钠以及无水乙醇按照质量比100～10：1:1～20:800～3000加入反应瓶中，在20～80℃下反搅拌应2-24h，然后过滤、洗涤、干燥，得到负载型硅氢加成铂催化剂。
2.根据权利要求1所述的负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法，其特征在于所述铂化合物为氯铂酸、氯亚铂酸钠或氯铂酸钾。
3.根据权利要求1所述的负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法，其特征在于所述氨水的质量浓度为25％～28％。
4.根据权利要求1所述的负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法，其特征在于所述均一溶液中乙烯基三乙氧基硅氧烷或乙烯基三甲氧基硅氧烷与水的质量比为1～20:100。
5.根据权利要求1所述的负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法，其特征在于在步骤(1)中，所述洗涤是指用乙醇洗涤，所述干燥是指真空干燥。
6.根据权利要求1所述的负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法，其特征在于在步骤(2)中，所述洗涤是指用乙醇的水溶液洗涤，所述干燥是指真空干燥。
7.根据权利要求6所述的负载型硅氢加成铂催化剂的制备方法，其特征在于所述洗涤的次数为3～6次，所述乙醇水溶液的浓度为30％～90％。
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