[发明专利]一种催化硅烷向硅醇高效转化的催化剂及其制备和应用

摘要

本发明公开了一种SBA-15介孔孔道内负载Au纳米颗粒制备异相催化剂SBA-PIL-Au的方法，并将其用于高效催化硅烷向硅醇转化的反应。为了增强基材与纳米金颗粒之间的作用力，我们首次提出将一种离子液体聚合物刷：聚(1-(4-烯苯基)-3-甲基咪唑氯)原位接枝生长到介孔材料SBA-15的孔壁上。SBA-PIL-Au对一系列不同种类的硅烷向硅醇转化反应都表现出高转化率(>98%)和高选择性(产物中，硅醇：硅氧烷>99:1)。催化剂循环使用3次后催化性能没有出现丝毫下降，反应过程中只用水做溶剂和氧化剂，不使用有机溶剂，绿色环保。

主权项

一种催化硅烷向硅醇高效转化的催化剂的制备方法，其特征在于：首先需要对介孔材料SBA‑15进行表面修饰改性，以同时含有硅烷氧基‑Si(OR)和卤素原子(Cl和/或Br)的分子为改性剂，CTS的硅烷氧基与SBA‑15表面的羟基之间通过溶胶‑凝胶反应实现化学键合，表面露出的卤素原子(Cl和/或Br)用于引发后续的原子转移自由基聚合(ATRP)反应；采用ATRP反应将可聚合的离子液体单体为同时含有碳‑碳双键和咪唑五元环的离子液体单体；改性剂分子在SBA‑15中的接枝量为0.01‑0.1wt%；可聚合的离子液体单体在SBA‑15中的接枝量为0.1‑2wt%；2）[AuCl4]‑通过与可聚合的离子液体单体的阴离子交换进入到SBA‑15介孔孔道，再加入NaBH4还原使金纳米粒子原位生长在SBA‑15的孔道中；得到的产物即为介孔材料SBA‑15负载Au纳米颗粒的异相催化剂，命名为SBA‑PIL‑Au；Au在SBA‑15中的负载量为0.5‑2.3wt%。