[发明专利]一种埃洛石固载铂催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体涉及一种埃洛石固载铂催化剂及其制备方法和应用，该催化剂适用于催化硅氢加成反应。

背景技术

硅氢加成反应的催化剂(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)多为Ⅷ族贵金属的配合物，其中以铂的催化活性最高。铂催化剂对均相硅氢加成反应有非常高的催化活性，但该催化剂稳定性差，易腐蚀金属设备，诱导期不易控制、区域选择性差、很难分离回收再利用。而铂催化剂经固载后既具有多相固体催化剂的性能稳定、不腐蚀设备和易回收再利用等特点，又具有均相络合催化剂高活性和高选择性的优点。常见的载体多为交联聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚酰胺、SiO₂、Al₂O₃、MgO或活性炭等多孔固体材料。

中国专利申请200910062871.5中，张道洪公开了通过水解的办法获得端乙烯基或端硅氢键的超支化有机硅树脂，然后经氧化或硅氢加成反应等方法获得耐热型硅骨架超支化环氧树脂，水解过程中有大量的酸性物质，易产生污染问题，并且现有技术中的硅氢加成反应催化剂多为均相催化剂，存在催化剂残留在产物中难以分离，不能重复使用等问题。因此开发高活性、易分离的非均相催化剂催化硅氢加成反应制备硅骨架超支化环氧树脂才是解决环境问题的根本途径。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供了一种埃洛石固载铂催化剂，该催化剂是一种硅氢加成反应的新型非均相催化剂。本发明的技术方案如下：

一种埃洛石固载铂催化剂，其制备方法为：

(1)埃洛石的纯化：将天然的埃洛石(又名多水高岭石，由丹江口市猪油泥高岭土有限公司提供)在100～120℃下干燥5～8h，经研磨后，加入埃洛石质量20-30％的双氧水(浓度为30wt％)，使埃洛石浸渍12-24h后放入烘箱中120℃烘烤6h，冷却至室温后取出，然后在3500-5000rpm下离心分离10min，取上层浅色固体在450-700℃下煅烧5-8h，经冷却、研磨得到纯化的埃洛石。

(2)将氯铂酸(或氯铂酸盐)溶解在有机溶剂中，然后加入步骤(1)制备的纯化的埃洛石和碳酸氢钠，在700-1200W的功率下超声10-20min，室温条件下磁力搅拌24-36h，再在室温下放置12h后，真空条件下旋转蒸出溶剂，得到疏松的粉末，然后将此粉末放入垫有滤纸的布氏漏斗中，每次用蒸馏水20ml，洗3次，洗出氯化钠，再在60℃真空干燥即可得到埃洛石固载铂催化剂。

埃洛石固载铂催化剂的制备原理为：首先利用有机溶剂溶解氯铂酸或氯铂酸盐，使之均匀分散在埃洛石的纳米管内部或表面上，氯铂酸或氯铂酸盐中的铂与埃洛石内部或表面的羟基进行配位，然后利用碳酸氢钠与氯铂酸或氯铂酸盐发生反应脱除氯离子，最后得到的是二氧化铂与埃洛石配位的埃洛石固载铂催化剂。

所述的氯铂酸(或氯铂酸盐)、纯化后的埃洛石和碳酸氢钠的质量比为：(0.2-3.0)∶100∶(1.0-5.0)，氯铂酸盐为氯铂酸钾或氯铂酸钠。

所述有机溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇或正丁醇，其用量是氯铂酸或氯铂酸盐质量的10～150倍。

本发明的另一个目的在于提供了一种埃洛石固载铂催化剂在硅氢加成反应中的应用。

该应用的技术方案如下：

将化合物A、化合物B和埃洛石固载铂催化剂混合均匀，在搅拌条件下30-100℃反应5-10h，以使双键完全反应，得到端基为硅氢键的超支化有机硅树脂；然后再加入化合物C，在60-120℃下搅拌反应10-15h使硅氢键反应完全，再加入阻聚剂对苯二酚，在100-120℃抽真空5h，得到硅骨架超支化环氧树脂。其中化合物A的结构式如下：

其中化合物B为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或结构为如下的化合物：

结构式为的化合物可以通过现制的烯丙基氯的格氏试剂与烷基三氯硅烷按如下经典的反应式来制备：

式中的R₁、R₂为甲基、乙基或苯基。

其中化合物C为乙烯基缩水甘油醚/酯。

本发明技术方案的优点和有益效果如下：