[发明专利]一种新型负载型Pt催化剂及其制备方法和在氢硅加成中的应用

说明书

本发明公开了一种新型负载型Pt催化剂及其制备方法和在氢硅加成中的应用，属于氢硅加成催化剂改性技术领域。采用浸渍法将全氟烃基三烷氧基硅烷修饰到催化剂表面制备了新型负载型Pt催化剂；制备方法简单易于实现，具有原料易得、成本低的优势，可在工业上大规模生产。将该新型负载型Pt催化剂用于氢硅加氢中，成功实现将该反应从采用均相催化剂的釜式反应优化为采用多相催化剂的连续式反应，工艺安全性更好；反应转化率达到99mol％，产物选择性高，该催化剂具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于氢硅加成催化剂改性技术领域，具体涉及一种新型负载型Pt催化剂及其制备方法和在氢硅加成中的应用。

背景技术

含氟硅氧烷化合物可以与基材表面的羟基发生反应，形成一层具有双疏性质(既不亲油，也不亲水)的薄膜，该薄膜能防止水分或油分等污物粘附，且增加了表面滑动性，从而提高了表面耐磨性，是一种具有防污、耐磨性质的表面层，目前已经广泛应用于镜片、手机和平板电脑显示屏等。

目前全氟烷基硅氧烷基化合物主要通过全氟烷基乙烯与硅烷列化合物进行氢硅反应来合成，如中国专利CN102070662A，以全氟烷基乙烯碘为原料，在贵金属催化剂存在下，连续滴加三氯硅烷进行反应，获得中间产物；然后加入高沸点溶剂，通过连续滴加甲醇或者乙醇进行反应，减压精馏得到目标产物，其主要的缺点是反应物中全氟烷基乙烯的化学活性差，而且原料具有刺激性和腐蚀性。另外，为了达到更好的防污耐磨效果，必须要制备具有更长碳链的全氟烃基硅氧烷基化合物，但长链的全氟烃及其衍生物合成更加困难。

相比较而言，长链的全氟聚醚易于得到，但在与硅烷类化合物反应的时候，通常也还是采用氢硅反应来合成的，如中国专利CN102666759A，采用的合成路线更为复杂，先合成全氟聚醚化合物，然后在碳链上接上丙烯基，最后由丙烯基团与硅烷化合物在贵金属催化剂作用下在末端接上硅烷化合物，再通过醇交换反应得到含氟聚醚硅氧烷基化合物。整个合成路线更加复杂，也都用到具有刺激性和腐蚀性的反应物，不利于工业化生产。

上述多个过程中，氢硅加成都是十分重要的步骤，目前的做法都是采用含Pt的配合物催化剂进行均相反应进行间歇式操作，涉及到三氯氢硅的加料等问题，由于三氯氢硅的刺激性和腐蚀性，操作十分不便。同时，由于使用Pt的配合物催化剂，反应后贵金属组分Pt的残留也会带来产品质量的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型负载型Pt催化剂，在氢硅加成反应中具有优异催化性能。本发明要解决的技术问题还有一个是提供一种新型负载型Pt催化剂的制备方法，该制备方法简单易于实现，具有原料易得、成本低的优势，可在工业上大规模生产。本发明要解决的技术问题还有一个是提供一种新型负载型Pt催化剂在氢硅加氢中的应用，反应转化率达到99mol％，产物选择性高，在氢硅加氢反应中具有很好的应用前景。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种新型负载型Pt催化剂的制备方法，将氟取代烃基烷氧基硅烷类化合物溶于溶剂中得到氟取代烃基烷氧基硅烷类化合物溶液，向所述溶液中加入负载型Pt催化剂浸渍处理，浸渍结束后除去溶剂，取出反应产物烘干得到新型负载型Pt催化剂；所述浸渍温度为20～25℃，浸渍时间为0.5～0.8h；金属铂与氟取代烃基烷氧基硅烷类化合物的质量比为2∶1～1∶1；所述溶剂为全氟丁基乙基醚、全氟异丁基乙基醚、全氟己烷或全氟庚烷；所述氟取代烃基烷氧基硅烷类化合物与溶剂的用量比为1～2mg∶1mL；所述烘干条件为在60～100℃空气氛中烘干。

所述新型负载型Pt催化剂的制备方法，所述负载型Pt催化剂中Pt含量0.1wt.％～2wt.％。

所述新型负载型Pt催化剂的制备方法，所述氟取代烃基烷氧基硅烷类化合物为全氟烃基三烷氧基硅烷。

所述新型负载型Pt催化剂的制备方法，所述全氟烃基三烷氧基硅烷为全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟壬基三甲氧基硅烷、全氟壬基三乙氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷或全氟癸基三乙氧基硅烷。