[發明專利]一種埃洛石固載鉑催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201010224443.0
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN101879460A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 張道洪;王晶;火文君;李廷成;周繼亮;李琳;張愛清;李金林
• 申請（專利權）人: 中南民族大學
• 主分類號: B01J31/16
• 分類號: B01J31/16;C07F7/08;C08G77/08;C08G77/38;C08G59/02
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明涉及催化劑制備技術領域，具體涉及一種埃洛石固載鉑催化劑及其制備方法和應用，該催化劑適用于催化硅氫加成反應。

背景技術

硅氫加成反應的催化劑(Frey?H，Schlenk?C.Silicon-based?dendrimers.Topics?in?current?chemistry.Dendrimers?II，architecture，nanostructure?andsupramolecular?chemistry，vol.210.Heidelberg，Germany：Springer，2000.69-130)多為Ⅷ族貴金屬的配合物，其中以鉑的催化活性最高。鉑催化劑對均相硅氫加成反應有非常高的催化活性，但該催化劑穩定性差，易腐蝕金屬設備，誘導期不易控制、區域選擇性差、很難分離回收再利用。而鉑催化劑經固載后既具有多相固體催化劑的性能穩定、不腐蝕設備和易回收再利用等特點，又具有均相絡合催化劑高活性和高選擇性的優點。常見的載體多為交聯聚苯乙烯樹脂、聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚酰胺、SiO₂、Al₂O₃、MgO或活性炭等多孔固體材料。

中國專利申請200910062871.5中，張道洪公開了通過水解的辦法獲得端乙烯基或端硅氫鍵的超支化有機硅樹脂，然后經氧化或硅氫加成反應等方法獲得耐熱型硅骨架超支化環氧樹脂，水解過程中有大量的酸性物質，易產生污染問題，并且現有技術中的硅氫加成反應催化劑多為均相催化劑，存在催化劑殘留在產物中難以分離，不能重復使用等問題。因此開發高活性、易分離的非均相催化劑催化硅氫加成反應制備硅骨架超支化環氧樹脂才是解決環境問題的根本途徑。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中存在的不足，提供了一種埃洛石固載鉑催化劑，該催化劑是一種硅氫加成反應的新型非均相催化劑。本發明的技術方案如下：

一種埃洛石固載鉑催化劑，其制備方法為：

(1)埃洛石的純化：將天然的埃洛石(又名多水高嶺石，由丹江口市豬油泥高嶺土有限公司提供)在100～120℃下干燥5～8h，經研磨后，加入埃洛石質量20-30％的雙氧水(濃度為30wt％)，使埃洛石浸漬12-24h后放入烘箱中120℃烘烤6h，冷卻至室溫后取出，然后在3500-5000rpm下離心分離10min，取上層淺色固體在450-700℃下煅燒5-8h，經冷卻、研磨得到純化的埃洛石。

(2)將氯鉑酸(或氯鉑酸鹽)溶解在有機溶劑中，然后加入步驟(1)制備的純化的埃洛石和碳酸氫鈉，在700-1200W的功率下超聲10-20min，室溫條件下磁力攪拌24-36h，再在室溫下放置12h后，真空條件下旋轉蒸出溶劑，得到疏松的粉末，然后將此粉末放入墊有濾紙的布氏漏斗中，每次用蒸餾水20ml，洗3次，洗出氯化鈉，再在60℃真空干燥即可得到埃洛石固載鉑催化劑。

埃洛石固載鉑催化劑的制備原理為：首先利用有機溶劑溶解氯鉑酸或氯鉑酸鹽，使之均勻分散在埃洛石的納米管內部或表面上，氯鉑酸或氯鉑酸鹽中的鉑與埃洛石內部或表面的羥基進行配位，然后利用碳酸氫鈉與氯鉑酸或氯鉑酸鹽發生反應脫除氯離子，最后得到的是二氧化鉑與埃洛石配位的埃洛石固載鉑催化劑。

所述的氯鉑酸(或氯鉑酸鹽)、純化后的埃洛石和碳酸氫鈉的質量比為：(0.2-3.0)∶100∶(1.0-5.0)，氯鉑酸鹽為氯鉑酸鉀或氯鉑酸鈉。

所述有機溶劑為乙醇、正丙醇、異丙醇或正丁醇，其用量是氯鉑酸或氯鉑酸鹽質量的10～150倍。

本發明的另一個目的在于提供了一種埃洛石固載鉑催化劑在硅氫加成反應中的應用。

該應用的技術方案如下：

將化合物A、化合物B和埃洛石固載鉑催化劑混合均勻，在攪拌條件下30-100℃反應5-10h，以使雙鍵完全反應，得到端基為硅氫鍵的超支化有機硅樹脂；然后再加入化合物C，在60-120℃下攪拌反應10-15h使硅氫鍵反應完全，再加入阻聚劑對苯二酚，在100-120℃抽真空5h，得到硅骨架超支化環氧樹脂。其中化合物A的結構式如下：

其中化合物B為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯或結構為如下的化合物：

結構式為的化合物可以通過現制的烯丙基氯的格氏試劑與烷基三氯硅烷按如下經典的反應式來制備：

式中的R₁、R₂為甲基、乙基或苯基。

其中化合物C為乙烯基縮水甘油醚/酯。

本發明技術方案的優點和有益效果如下：