[其他]卤化硅烷催化剂及其制备方法

说明书

本发明是关于细颗粒铜催化剂及其制备方法。特别是关于在高温下，用以制备烷基或芳基卤代硅烷（如从氯代甲烷和硅制备二甲基二氯硅烷）的一类催化剂。

为了制备这种硅烷，曾提出各种各样的含铜催化剂。在此之前，最通用的催化剂含相当量的沉降铜。因此这些铜常被其比例不易控制的非铜物质所污染。本发明直接可以使冶金工作者获得活性好的催化剂，该催化剂是更有重复性地利用富含氧化铜材料，通过高温冶金而制得。

本发明内容之一是关于改进制备含铜催化剂组成物的方法，即从元素铜和（或）其合金经氧化而制得的以氧化铜为主体的研磨用料，经高能研磨并随之产生晶格畸变，直到所得研磨物颗粒的平均大小（重均直径）小于约20微米。这一改进还包括在上述高能研磨之前或之后，在所述组成物中，使含锡量约在400到3000ppm之间。

本发明的另一内容是基于高温冶金用以制备有机卤代硅烷的细颗粒催化剂组成物。该催化剂组成物实质上由较大比例的氧化亚铜和氧化铜。较小比例的元素铜所组成，并含有400～3000ppm的锡，颗粒大小基本上不超过约20微米，同时存在晶格畸变。

为提高效率和经济合理，作为研磨物料的含铜颗粒（即高能研磨操作的进料）一般不大于80筛目，过150筛目较好，最好是大多数能过325筛目（这样的原料不会过分地影响高能研磨操作的生产能力。这样，研磨进料的平均颗粒大小在20微米以上，通常其中90%或90%以上的粒径至少为25微米或25微米以上。为了最佳地控制进料的分析，要求这些颗粒不含有约3%以上的外加物质（即不是故意加入，而是正常存在或固有的）。要求研磨物料中铅和其他可能对硅烷催化剂有害的杂质含量极低。

如果需要，研磨进料中可含最高约10%但通常为百分之几的促进剂，如元素锌、铁或其它氧化物或氯化物，氯化铜，甚至少量的锑（低于0.05%）和典型含量最多达百分之几的氧化硅或硅酸铝。促进剂可以是颗粒性含铜研磨物料中固有的，或者是在高能研磨之前或之后加入的。一些实例表明，加入促进剂如铁和（或）其他金属，以这些金属与至少一部分将要用高温冶炼（如氧化反应）法进一步加工成高能研磨物料的细颗粒铜的粒状合金形式加入，是有效的。

催化剂中锡的浓度能以一种或多种方法形成。一种方法是至少部分地形成合金，或者至少一部分简单地与将要进行氧化的铜或铜合金（如粉末）混合，另一种方法是至少一部分以元素金属（或含锡物料，如氧化物、硫化物、氯化物或铜/锡合金粉末）的形式加入到高能研磨或者甚至予研磨阶段如锤击研磨的物料中。再一种方法是至少部分地将这类带锡物料加入到高能研磨的产物中。

不论锡以结合态或非结合态的形式存在，催化剂中锡的浓度均按元素锡的重量份数计算。锡可以使催化剂在使用中更能保持自由流动状态，或者它的作用可使形成有益于反应物（如制备卤代硅烷时的氯化物）攻击的活性部分。催化剂的活性提高是由于这些原因还是由于其他一些原因尚不清楚。

在富含氧化亚铜的催化剂中，加入锡的量约以400～1800ppm较合适，最好为900～1800ppm。这种催化剂中铜的典型化学计量为65～95%氧化亚铜，2～28%氧化铜的2～15%元素铜。

在氧化铜和元素铜含量较高的催化剂中，加入锡的量约以400～2500ppm较适合，而最好为900～2500ppm。这种催化剂中铜的典型化学计量为30～65%氧化亚铜，28～45%氧化铜和4～25%元素铜。

所谓基于高温冶金的催化剂组成物是指通过在隋性和（或）化学活泼的气氛中（通常为还原气体或氧化气体），或在基本上无任何气氛中，加热金属铜和（或）铜化合物（和氧化铜或碳酸铜）而制得的做为研磨物料的含铜物质。这种含铜物质的一个典型来源是热铜锭表面暴露在空气中所形成的氧化外皮。另一来源是加工，切屑铜时的空气氧化表面。再一来源是颗粒铜的空气控制氧化产物。还有一个来源是铜气化后的收集物和（或）铜氧化粉尘。这种用做研磨物料的含铜物料可以来自单一的热冶炼来源，例如细铜颗粒的空气氧化产物。另外，它也可以是各种不同的热冶炼来源的混合物。

如果必要或出自需要，催化剂中氧化亚铜、氧化铜和元素铜的化学计量（比例）可通过混合各种被氧化的铜而有效地控制和掌握。在一个很有用的具体制备中，研磨物料只是被锤磨的富含氧化亚铜细粒（一般约含氧化亚铜85～90%）。若需氧化铜的含量较高，则该物料可在空气中焙烧。控制比例的另一方法是使经过焙烧富含氧化铜的物料中加入上述再焙烧的锤磨物料和一些细粒金属铜的混合物。