[发明专利]一种Pt@沸石固载催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种Pt@沸石固载催化剂及其制备方法和应用。该制备方法，包括以下步骤：对沸石进行预处理：将沸石依次进行研磨、水洗、干燥、醇涤、干燥，得到经预处理后的沸石；将氯铂酸负载于经预处理后的沸石中：将氯铂酸溶解在有机溶剂中，加入经预处理后的沸石，进行搅拌反应；反应结束后经过滤、烘干得到Pt@沸石固载催化剂。本发明创造性地利用沸石作为载体负载铂催化剂并应用于硅氢加成反应，所用沸石载体常见易得、成本低，催化剂的制备过程简单，且所得催化剂催化活性高、稳定性好，有利于实现工业化生产；本发明将该催化剂应用于硅氢加成反应，操作简单、原料转化率高、催化剂用量少、载体吸附性强、耐酸耐高温、产品质量好。

技术领域

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种Pt@沸石固载催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

硅氢加成反应是有机硅化学中构建Si-C键的常见方法之一，是有机硅领域中的基本反应。之前对于其反应性的研究已经日趋成熟，而在硅氢加成反应中应用最为广泛的铂催化剂，由于其价格昂贵，反应过后残留等问题，一直成为一个热议的话题，所以对于研究和制备高活性、高稳定性以及可回收利用的硅氢加成反应催化剂成为当下一大热点。早期硅氢加成反应所用的催化剂主要是均相催化剂，例如Karstedt催化剂和Speier催化剂。均相催化剂虽然具有较高的催化活性，但是其容易造成贵重铂金属的流失，并且残留在产品中的金属离子对产品的外观及品质造成了很大的影响，特别是用于日化产品的有机硅产品，金属离子的残留是不允许的。而后面发展的配体改造催化剂同样存在重金属残留的问题，同时存在操作技术复杂不利于工业化、原料价格昂贵、催化活性低以及选择性差等缺点。

随着有机硅工业的发展，人们逐渐将目光投向多相催化剂领域。

a.陈秀莹等人以介孔硅MCM-41为载体，AlCl₃为促进剂，制备了负载型Pt-Al/MCM-41催化剂，并且应用于七甲基三硅氧烷与聚乙二醇单烯丙基醚的硅氢加成反应中。该工作对于多相催化剂的发展具有一定的意义，但是其制备的催化剂活性较差，每次反应需要用到4000ppm催化剂，且原料仍有10％残留，相比较而言，传统的均相催化剂只需要30-40ppm即可。介孔硅MCM-41材料不太常见，不具备实际应用价值(陈秀莹,谢慧琳,胡文斌,周新华,周红军,舒绪刚,孙育青.Pt-Al/MCM-41催化剂的制备及催化合成有机硅增效剂[J].无机化学学报,2018,34(5):933-941)。

b.白赢等人通过活性炭负载铂制备了一种硅氢加成反应用的多相催化剂(Pt/C)，考察了活性炭处理、还原pH值、催化剂铂负载量、反应时间对Pt/C催化苯乙烯与三乙氧基硅烷加成反应催化性能的影响。该固载催化剂制备过程相当复杂，并且用到了硝酸、甲醛以及氢氧化钠等多种催化剂，不符合绿色化工生产理念。催化剂量很大，达到了数百ppm，且不能回收利用，造成了催化剂损失(白赢彭家建厉嘉云胡应乾邱化玉蒋剑雄来国桥.Pt/C催化剂制备工艺对硅氢加成催化性能的影响[J].有机硅材料,2008,22(4):194-197)。

c.谢慧琳等以硅藻土为载体，制备Pt@硅藻土催化剂。应用于辛烯与甲基二氯硅烷硅氢加成反应，辛烯残留10％，原料未能完全转化。(谢慧琳,胡文斌,冯静芬,龙湘南,朱贵有.Pt/硅藻土催化剂的制备及其催化硅氢加成反应的研究[J].南昌大学学报,2016,40(2):166-176)。

d.陈伟等以三嵌段共聚物P123(EO₂₀PO₇₀EO₂₀)为模板剂、正硅酸乙脂(TEOS)为硅源、氯化氢(HCl)为催化剂，通过水热法制备了介孔SiO₂(SBA-15)微球，并以之为载体，制备了SBA-15负载Karstedt催化剂。并应用于1-十八烯和三甲氧基硅烷硅氢加成反应，1-十八烯转化率67.2％，大量原料未反应完，催化活性较差。(陈伟,闫婉婉,胡庆华.SBA-15微球负载Karstedt催化剂制备及对硅氢加成反应动力学[J].硅酸盐学报,2016,44(3):419-424)。