一种磁性硅氢加成催化剂的制备方法与流程

本发明涉及催化剂，特别涉及一种磁性硅氢加成催化剂的制备方法。

背景技术：

1、选择性硅氢加成反应是合成功能性有机硅化合物和硅烷偶联剂的重要途径。工业上，该类反应大多在氯铂酸等均相催化剂下作用完成。尽管该催化体系具有催化活性高、反应条件温和等优点，但仍在一些缺陷，例如，贵金属铂系均相催化剂与产物及溶液分离困难，难以循环利用等。并且由于贵金属铂的稀缺性、不可替代性和不可再生性，实现贵金属铂的节约和高效利用，是有机硅工业领域必须解决的关键问题。

2、生物炭是由农林产品生产、加工过程产生的废弃生物质于缺氧高温条件下生成的一种高度芳香化的固体碳材料，因具有原料来源丰富、制作成本低、环境友好、良好的机械和化学稳定性等特点被广泛应用于多个研究领域。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种以磁改性生物炭为原料，与pt等复合金属络合的硅氢加成催化剂的制备方法，以克服现有硅氢加成制备过程中，使用大量pt导致成本高、催化剂不易回收的缺陷。

2、本发明的技术方案：

3、一种磁性硅氢加成催化剂的制备方法，包括：

4、步骤(1)：将热解生物炭与磁性纳米物质结合生成磁改性生物炭；

5、步骤(2)：将三乙基硼氢化锂、四辛基溴化铵、无水ptcl2、过渡金属的氯化物和贵金属的氯化物置于溶剂中加热混合，形成胶体溶液，搅拌均匀后加入所述磁改性生物炭进行络合反应，得到所述磁性硅氢加成催化剂；

6、所述过渡金属的氯化物为六水氯化铬、氯化镍、三氯化铁中的一种或几种；所述贵金属的氯化物为三氯化金、无水氯化铑中的一种或几种。

7、在一些实施方案中，所述磁改性生物炭的制备步骤具体包括：将生物质材料进行热解，获得热解生物炭；将热解生物炭与磁性纳米物质的溶液充分混合，在搅拌下滴入碱性溶液，密封反应，离心分离，固形物清水洗涤至中性，烘干后得到磁改性生物炭。

8、在一些实施方案中，所述生物质材料选自玉米芯、柚子皮或杏仁壳中的一种或几种。

9、在一些实施方案中，所述磁性纳米物质包括但不限于纳米零价铁或四氧化三铁，将磁性纳米物质与热解生物炭有效结合，可利用外加磁场实现磁性硅氢加成催化剂与产物体系的快速分离。

10、在一些实施方案中，所述热解的反应温度为400～600℃，反应时间为120～240min。

11、在一些实施方案中，所述热解生物炭与磁性纳米物质的质量比为1：0.25～0.5。

12、在一些实施方案中，所述密封反应的反应时间为12～24h。

13、在一些实施方案中，所述三乙基硼氢化锂与四辛基溴化铵的质量比为2～1：1。

14、在一些实施方案中，所述无水ptcl2、过渡金属的氯化物和贵金属的氯化物的质量比为10：5～7：2～3；贵金属铂与过渡金属和少量其他贵金属合金化不仅能够有效节省铂用量，而且能增加铂的催化耐受性和稳定性。

15、在一些实施方案中，所述溶剂为四氢呋喃。

16、在一些实施方案中，所述加热混合的反应温度为30～45℃，加热时间为2～3h。

17、在一些实施方案中，所述无水ptcl2与磁改性生物炭的质量比为3.5～4：1。

18、在一些实施方案中，所述络合反应的反应时间为12～18h。

19、有益效果：

20、本发明属于铂系硅氢加成催化剂，其中使用的生物质材料易得、成本低廉，制得到的热解生物炭富含类石墨烯结构以及多酚羟基的官能团，能够将贵金属pt分散并进行络合，还由于其磁性从而更有利于回收分离。贵金属铂与过渡金属以及部分少量贵金属合金化不仅能够有效节省铂用量，而且能增加铂的催化耐受性和稳定性，为pt/生物炭表面增添了新型活性中心，对pt催化剂活性的提高起到了重要作用。

技术特征：

1.一种磁性硅氢加成催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述磁性硅氢加成催化剂的制备方法，其特征在于，所述磁改性生物炭的制备步骤具体包括：将生物质材料进行热解，获得热解生物炭；将热解生物炭与磁性纳米物质的溶液充分混合，在搅拌下滴入碱性溶液密封反应，离心分离，将固形物清水洗涤至中性，烘干后得到磁改性生物炭。

3.根据权利要求2所述磁性硅氢加成催化剂的制备方法，其特征在于，所述生物质材料选自玉米芯、柚子皮或杏仁壳中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述磁性硅氢加成催化剂的制备方法，其特征在于，所述磁性纳米物质为纳米零价铁或四氧化三铁中的一种或几种。

5.根据权利要求2所述磁性硅氢加成催化剂的制备方法，其特征在于，所述热解的反应温度为400～600℃，反应时间为120～240min。

6.根据权利要求2所述磁性硅氢加成催化剂的制备方法，其特征在于，所述热解生物炭与磁性纳米物质的质量比为1：0.25～0.5。

7.根据权利要求1所述磁性硅氢加成催化剂的制备方法，其特征在于，所述三乙基硼氢化锂与四辛基溴化铵的质量比为2～1：1。

8.根据权利要求1所述磁性硅氢加成催化剂的制备方法，其特征在于，所述无水ptcl2、过渡金属的氯化物和贵金属的氯化物的质量比为10：5～7：2～3。

9.根据权利要求1所述磁性硅氢加成催化剂的制备方法，其特征在于，所述加热混合的反应温度为30～45℃，加热时间为2～3h。

10.根据权利要求1所述磁性硅氢加成催化剂的制备方法，其特征在于，所述无水ptcl2与磁改性生物炭的质量比为3.5～4：1。

技术总结
本发明提供了一种磁性硅氢加成催化剂的制备方法。本发明属于铂系硅氢加成催化剂，通过使用易得、成本低廉的生物炭原料，制得富含类石墨烯结构以及多酚羟基的官能团热解生物炭，再将贵金属Pt与其他合金分散并与磁性热解生物炭进行络合，得到所述磁性硅氢加成催化剂。磁性硅氢加成催化剂的磁性更有利于催化剂的回收分离，贵金属铂与过渡金属以及部分少量贵金属合金化不仅能够有效节省铂用量，而且能增加铂的催化耐受性和稳定性，可为Pt/生物炭表面增添了新型活性中心的效应对Pt催化剂活性的提高起到了重要作用。

技术研发人员：吴凯,吴佳,尚爱民,肖赣明
受保护的技术使用者：宜昌泽美新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15