MCM负载Pt催化剂的合成、表征与微波催化辛烯硅氢加成

2017-01-28
研发部

                  MCM负载Pt催化剂的合成、表征与微波催化辛烯硅氢加成

  本发明属于无机化学合成技术领域,以及属于有机硅化学技术领域。本发明公开了以MCM中孔二氧化硅为载体,制备了负载的铂胶体催化剂,及其用于有机硅硅氢加成的方法。本发明所提供的合成方法以MCM中孔二氧化硅为载体,以氯铂酸络合制成了负载性催化剂。该方法制备过程简单无需高温陪烧,符合绿色化工和循环经济原则。微波下催化剂用于无溶剂下空气中微波催化1-辛烯与三乙氧基硅烷硅氢加成反应,结果显示该催化剂有很高的催化活性和重复实用性。无溶剂、空气、40温度下反应0.5h,三乙氧基硅烷的平均转化率可达98.73%,区域选择性β-E加成产物大于99.90%。催化剂性能稳定,回收使用6次无明显活。

有机硅等精细化工工业生产中,催化剂的回收和重复使用十分重要,因为绝大多数生产工艺采用的催化剂为昂贵的过渡金属,如铂、铑、钯等。因此,全球工业化催化生产工艺中,使用负载催化剂占7080%,这一数据足以说明负载催化剂的极端重要性。时至今日,开发新型、负载催化剂用于有机硅、石油化工等行业成为世界各国化学家及工程师研究的热点之一。有机硅化合物辛基三乙氧基硅烷由于分子中含有长碳链辛基,又含有乙氧基基团(即可水解,又可醇解的活性基团),是有机合成及有机硅工业中十分重要的基础原料。

硅氢加成反应是长碳链有机硅化合物最重要方法之一,是公认的原子经济法,由于区域选择性不同,烯烃的硅氢力日成反应的选择性显得特别重要,也己有一些研究报道,但多以氯铂酸溶液作催化剂,属均相催化反应体系,反应一般需在惰性气氛、无水条件下进行,催化剂很难回收再利用,且α-加成和自加成产物比约为30:70,而将均相氯铂酸溶液负载到MCM 二氧化硅中,用于微波反应器中进行催化硅氢加成反应国内外未见文献报道。因此合成长链基硅烷其区域选择性和立体选择性就显得特别重要。烯烃的硅氢加成反应通常选用过渡金属催化剂,其中大多使用均相铂催化剂如Speier催化剂(氯铂酸异丙醇)Karstedt催化剂(氯铂酸一乙烯基双封头硅氧烷),使用这类催化剂最大问题催化剂不能回收,产品中含有极少量的催化剂,造成环境污染。

MCM中孔分子筛,也称介孔(孔径250nm)分子筛,它在科学研究和工业应用有重要的潜在意义,它适用于作负载性催化剂的单体,并用于催化、分子分离、药物传递、气体吸附和色谱、传感器,近年来成为众多科学家关注的对象。

到目前为止,以自制的MCM二氧化硅为载体,将氯铂酸溶液络合到该载体中制备了MCM-Pt催化剂,用液氮吸附脱附,FT-1RICP,UV-solid等技术对催化剂进行了表征。在微波反应器中将催化剂用于催化1-辛烯与三乙氧基硅烷在无溶剂、空气条件下硅氢加成反应尚未见文献报道。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司