[发明专利]二氧化硅-二乙基三胺五乙酸-铂催化剂、制备方法和用途

说明书

本发明公开一种二氧化硅‑二乙基三胺五乙酸‑铂催化剂、制备方法和用途，制备步骤主要包括对活化的二氧化硅进行功能化修饰，得到氨基键合二氧化硅SiO₂‑NH₂；制备DTPAD，将其修饰SiO₂‑NH₂，得到SiO₂‑DTPA；铂的固载。该固载催化剂成功应用于链式烯烃(1‑庚烯、1‑己烯、1‑辛烯、1‑癸烯、1‑十二烯、1‑十四烯、1‑十六烯、1‑十八烯)与甲基二氯硅烷的硅氢加成反应、环状烯烃(降冰片烯)、苯乙烯及2‑己烯与甲基二氯氢硅的硅氢加成反应中。该催化剂催化模板反应1‑己烯与甲基二氯氢硅的硅氢加成反应重复使用13次后催化产率仍可达到80％。

技术领域

本发明涉及铂催化剂制备技术领域，具体涉及一种绿色多氨基多羧基材料修饰的二氧化硅负载铂催化剂的制备及应用，尤其涉及一种二氧化硅-二乙基三胺五乙酸-铂催化剂、制备方法和用途。

背景技术

铂金属催化剂作为一类应用范围广泛、用量大的重金属催化剂，一直受到国内外研究者的广泛关注，其主要用于催化硅氢加成、加氢、氧化等重要的化学反应中，具有较高的工业应用价值。其中硅氢加成反应是指有机或无机Si-H键与不饱和多重键之间发生的加成反应，可以形成Si-C键从而合成碳原子上接枝官能团的有机硅化合物，是生产有机硅产品(如硅油、硅橡胶、硅树脂以及硅烷偶联剂等)的重要方法之一。目前工业上应用的硅氢加成反应催化剂主要为均相铂催化剂，即Speier’s催化剂^[1]、Karstedt’s催化剂^[2]及Markó’s催化剂^[3]，但因其具有回收困难、不能重复利用、选择性不高、反应条件剧烈、污染环境等缺点，使得工业应用受到很大的限制。负载型铂催化剂是将活性成分铂通过浸渍、共沉淀、离子交换等方法固载到特定的载体上，由于其与催化的反应体系处于不同相下，易于实现催化剂的回收及重复利用，使得其成为目前研究的重点及热点。对于负载型铂催化剂的研究旨在实现可回收利用的前提下，提高催化剂的重复利用性及稳定性、增强催化活性和选择性，研究出优于均相催化剂的适用于工业生产的负载型铂金属催化剂。目前报道的负载型铂催化剂主要有无机材料、有机聚合物或有机功能团修饰的无机材料负载铂催化剂，其中以聚合物为固载材质的金属铂催化剂容易在反应过程中发生载体溶胀，影响催化效果，而无机材料由于具有较强的刚性结构，机械强度高，具有较高的物理及化学稳定性，使得对其研究更加广泛。本课题组^[4]将乙二胺四乙酸(EDTA)成功接枝到APTES修饰的硅胶上，以H₂PtCl₆为铂源，制备了一种新型的硅胶负载EDTA铂催化剂SiO₂-EDTA-Pt，并以1-己烯与甲基二氯氢硅的硅氢加成反应为模板反应，结果表明该催化剂具有较高的催化活性及选择性。Hu^[5]等人采用一步法，以Si(OC₂H₅)₄和Si(OMe)₃(C₃H₇S)为硅源，在水/乙腈/十二烷胺的混合液中，制备了一种新型的超微孔SiO₂负载的胶体Pt催化剂，此催化剂催化1-辛烯与甲基二氯氢硅反应具有较高的活性及选择性。此外，多篇报道的负载铂催化剂是以含硫、磷等基团修饰的无机材料作为负载材质，这些催化剂由于含有硫、磷等元素，在高温下不稳定，硫、磷易脱落形成催化剂毒，影响催化效果；部分负载铂催化剂存在选择性不高，重复利用性低等缺点。因此，研发出一种兼具有高催化活性、高选择性、稳定性高、可重复利用次数多、绿色环保的负载型铂催化剂仍旧是负载铂催化剂研究的重要方向。

[参考文献]

[1].Speier J L.Homogeneous catalysis of hydrosilation by transitionmetals[J].Advances in Organometallic Chemistry,1979,17:407-447.