聚合物微球固载铂催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及催发剂合成技术领域，具体公开了一种聚合物微球固载铂催化剂及其制备方法与应用：包括以下步骤，(1)在反应容器中加入聚苯乙烯氯球、1，1，3，3‑四甲基胍、NaH和有机溶剂甲，在氮气保护下，于0～10℃的温度条件下搅拌反应12～48h；(2)对反应液进行处理，得到表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球；(3)在反应容器中加入表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球和有机溶剂乙，在氮气保护下加入含铂化合物，并于50～130℃的温度条件下搅拌反应5～10h；(4)对反应液过滤得到固体，并对固体进行洗涤和干燥后得到聚苯乙烯微球固载铂催化剂。本发明专利技术具有容易分离、可以循环利用、成本较低和产物质量较好的特点。

【技术实现步骤摘要】
聚合物微球固载铂催化剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及催发剂合成
，特别涉及一种聚合物微球固载铂催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
有机硅是一类品种众多、性能优异的化工产品，其可用作发光材料、胶粘剂、密封材料和医药材料等，在航天航空电子电器、建筑、汽车、纺织、轻工和食品等领域有非常广泛的应用。有机硅最主要的核心骨架，无论是高分子聚合物，还是小分子有机硅单体，往往均涉及Si-C键的形成，其最主要的生成方式是通过含Si-H的硅烷与不饱和烃进行硅氢加成反应得到。硅氢加成反应一般需要在催化剂作用下进行，而催化剂的制备和选用是直接影响反应产率和产物结构选择性的关键环节。自从Speier’s催化剂问世以来，铂系催化剂一直是硅氢加成催化剂的最优选择，其与随后出现的Karstedt’s催化剂是目前有机硅合成研究领域和工业生产领域中运用最广、技术最成熟的两种均相催化剂。对均相催化体系中硅氢加成反应而言，因为反应物和催化剂在同一相中，这类体系表现出了均相催化，因而具有较高的反应活性，但铂系均相催化剂具有不易分离及难以循环利用等诸多缺点；此外，铂是贵金属，使用成本过高，产物往往含有少量高氧化态铂残留而带来产品的质量问题。因此，现有的铂系均相催化剂，存在不易分离、难以循环利用、成本较高和产物质量欠佳的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有铂系均相催化剂所存在的上述技术问题，提供了一种聚合物微球固载铂催化剂及其制备方法与应用，它具有容易分离、可以循环利用、成本较低和产物质量较好的特点。>本专利技术的第一种技术方案：聚合物微球固载铂催化剂的制备方法，包括以下步骤，(1)在反应容器中加入聚苯乙烯氯球、1,1,3,3-四甲基胍、NaH和有机溶剂甲，在氮气保护下，于0～10℃的温度条件下搅拌反应12～48h；(2)待步骤(1)中的反应结束后，对反应液进行过滤，得到表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球；(3)在反应容器中加入表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球和有机溶剂乙，在氮气保护下加入含铂化合物，并于50～130℃的温度条件下搅拌反应5～10h；(4)待步骤(3)中的反应结束后，对反应液过滤得到固体，并对固体进行洗涤和干燥后得到聚苯乙烯微球固载铂催化剂。本专利技术通过聚苯乙烯氯球、1,1,3,3-四甲基胍和NaH制得表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球，利用有机含氮配体将铂催化剂负载在聚苯乙烯微球表面，其中充分利用了聚苯乙烯微球的高比表面积和均一的孔径分布来提高铂催化剂的比表面积，使得制得的聚苯乙烯微球固载铂催化剂具有化学稳定性较好、热力学稳定性较好和机械强度较高的特点；本专利技术属于铂系非均相催化剂，其中使用的原料易得，成本低廉，所制得的催化剂可通过过滤或离心的方式从反应体系中分离，分离提纯简单，可循环使用，使得本专利技术具有了容易分离、可以循环利用和成本较低的特点。聚苯乙烯微球固载铂催化剂由聚苯乙烯微球与铂催化剂形成配位键制得。作为优选，所述聚苯乙烯氯球的制备包括以下步骤，a、在反应容器中加入聚乙烯醇、NaCl和去离子水，经混合后形成水相；b、在反应容器中加入苯乙烯、对氯甲基苯乙烯、二乙烯苯和偶氮二异丁腈，经混合后形成油相；c、在搅拌条件下将油相加入到水相中，在氮气保护下，于60～80℃的恒温温度条件下搅拌聚合反应12～24h；d、待步骤c中的反应结束后，对反应液过滤得到固体，并对固体进行洗涤和干燥后得到聚苯乙烯氯球。洗涤用的是去离子水。作为优选，所述聚乙烯醇、NaCl和去离子水的质量比为1：(10～40)：(300～700)。更优选，所述聚乙烯醇、NaCl和去离子水的质量比为1：(20～30)：(400～600)。最优选，所述聚乙烯醇、NaCl和去离子水的质量比为1：25：500。作为优选，所述苯乙烯、对氯甲基苯乙烯和二乙烯苯的质量比为1：(0.3～0.5)：(0.03～0.06)；所述偶氮二异丁腈与苯乙烯、对氯甲基苯乙烯、二乙烯苯之和的质量比为1：(50～250)。更优选，所述苯乙烯、对氯甲基苯乙烯和二乙烯苯的质量比为1：(0.35～0.45)：(0.035～0.055)；所述偶氮二异丁腈与苯乙烯、对氯甲基苯乙烯、二乙烯苯之和的质量比为1：(100～200)。最优选，所述苯乙烯、对氯甲基苯乙烯和二乙烯苯的质量比为1：0.4：0.05；所述偶氮二异丁腈与苯乙烯、对氯甲基苯乙烯、二乙烯苯之和的质量比为1：150。作为优选，所述油相与水相的质量比为1：(5～15)。更优选，所述油相与水相的质量比为1：10。作为优选，所述聚苯乙烯氯球中的氯、1,1,3,3-四甲基胍和NaH的摩尔比为1：(2～4)：(5～7)。更优选，所述聚苯乙烯氯球中的氯、1,1,3,3-四甲基胍和NaH的摩尔比为1：3：6。所制得的聚苯乙烯氯球中含有的氯的物质的量以对氯甲基苯乙烯的物质的量计算。作为优选，所述表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球中的含氮配体与含铂化合物的摩尔比为1：(1.2～1.6)。更优选，所述表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球中的含氮配体与含铂化合物的摩尔比为1：(1.3～1.5)。最优选，所述表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球中的含氮配体与含铂化合物的摩尔比为1：1.4。表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球中含有的含氮配体的物质的量是通过经元素分析测试得到的N含量来计算得到的。作为优选，所述有机溶剂甲为N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、四氯化碳、三氯甲烷、乙醇、甲醇或四氢呋喃。作为优选，所述有机溶剂乙为四氢呋喃、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺或甲苯。作为优选，以聚苯乙烯氯球的质量计，所述有机溶剂甲的体积用量为15～30mL/g。作为优选，以表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球的质量计，所述有机溶剂乙的体积用量为30～35mL/g。本专利技术的第二种技术方案：聚合物微球固载铂催化剂。本专利技术的第三种技术方案：聚合物微球固载铂催化剂在硅氢加成反应中的应用。利用本专利技术中的催化剂催化正辛烯与三乙氧基硅烷的加成反应，转化率大于99％，产物选择性大于95％，得到高产率的β-加成产物，具有较高的TON和TOF值，产物中不含残留有的高氧化态铂，使得产物质量较好。本专利技术具有如下有益效果：(1)通过聚苯乙烯氯球、1,1,3,3-四甲基胍和NaH制得表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球，利用有机含氮配体将铂催化剂负载在聚苯乙烯微球表面，其中充分利用了聚苯乙烯微球的高比表面积和均一的孔径分布来提高铂催化剂的比表面积，使得制得的聚苯乙烯微球固载铂催化剂具有化学稳定性较好、热力学稳定性较好和机械强度较高的特点；(2)本专利技术属于铂系非均相催化剂，其中使用的原料易得，成本低廉，所制得的催化剂可通过过滤或离心的方式从反应体系中分离，分离提纯简单，可循环使用，使得本专利技术具有了容易分离、可以循环利用和成本较低的特点；(3)利用本专利技术中的催化剂催化正辛烯与三乙氧基硅烷的加成反应，转化率大于99％，产物选择性大于95％，得到高产率的β-加成产物，具有较高的TON和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚合物微球固载铂催化剂的制备方法，其特征是：包括以下步骤，/n(1)在反应容器中加入聚苯乙烯氯球、1,1,3,3-四甲基胍、NaH和有机溶剂甲，在氮气保护下，于0～10℃的温度条件下搅拌反应12～48h；/n(2)待步骤(1)中的反应结束后，对反应液进行处理，得到表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球；/n(3)在反应容器中加入表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球和有机溶剂乙，在氮气保护下加入含铂化合物，并于50～130℃的温度条件下搅拌反应5～10h；/n(4)待步骤(3)中的反应结束后，对反应液过滤得到固体，并对固体进行洗涤和干燥后得到聚苯乙烯微球固载铂催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.聚合物微球固载铂催化剂的制备方法，其特征是：包括以下步骤，
(1)在反应容器中加入聚苯乙烯氯球、1,1,3,3-四甲基胍、NaH和有机溶剂甲，在氮气保护下，于0～10℃的温度条件下搅拌反应12～48h；
(2)待步骤(1)中的反应结束后，对反应液进行处理，得到表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球；
(3)在反应容器中加入表面接有含氮配体的聚苯乙烯微球和有机溶剂乙，在氮气保护下加入含铂化合物，并于50～130℃的温度条件下搅拌反应5～10h；
(4)待步骤(3)中的反应结束后，对反应液过滤得到固体，并对固体进行洗涤和干燥后得到聚苯乙烯微球固载铂催化剂。


2.根据权利要求1所述的聚合物微球固载铂催化剂的制备方法，其特征是：
所述聚苯乙烯氯球的制备包括以下步骤，
a、在反应容器中加入聚乙烯醇、NaCl和去离子水，经混合后形成水相；
b、在反应容器中加入苯乙烯、对氯甲基苯乙烯、二乙烯苯和偶氮二异丁腈，经混合后形成油相；
c、将油相加入到水相中，在氮气保护下，于60～80℃的温度条件下搅拌反应12～24h；
d、待步骤c中的反应结束后，对反应液过滤得到固体，并对固体进行洗涤和干燥后得到聚苯乙烯氯球。


3.根据权利要求1所述的聚合物微球固载铂催化剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈显波，罗双云，李爱民，麻培智，
申请(专利权)人：江西赣江新区有机硅创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36