CN115722247B - 一种用于合成硅烷偶联剂kh-560的非均相催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种用于合成硅烷偶联剂kh-560的非均相催化剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于合成硅烷偶联剂KH‑560的非均相催化剂及其制备方法与应用。本发明非均相催化剂的制备方法包括步骤：将尿素煅烧得到石墨氮化碳(g‑C3N4)；将石墨氮化碳充分分散于有机溶剂中，得到溶液A；将氯铂酸充分溶于有机溶剂中，得到溶液B；在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，搅拌反应至粘稠状；然后经真空干燥、煅烧得到用于合成硅烷偶联剂KH‑560的非均相催化剂。本发明有效解决了均相催化剂催化硅氢加成反应的问题。本发明石墨氮化碳负载铂的非均相催化剂在催化γ‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷合成过程中能够重复利用且表现出优异的催化活性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂及其制备方法与应用，属于催化剂制备和化学合成技术领域。
背景技术
硅烷偶联剂KH-560，化学名称为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，具有可水解的-OCH3及环氧乙烷环，既可以制备含环氧基团的聚硅氧烷，还能利用其环氧基团进行反应。因此，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷可以应用于多个领域，如：1)改善有机材料和无机材料表面的粘接性能；2)提高无机填料和树脂的粘合力，从而提高复合材料的机械强度、电气性能，并且在湿态下有较高的保持率；3)作为无机填料表面处理剂，用于填充石英的环氧密封剂，填充砂粒的环氧混凝土修补材料或涂料以及填充金属的环氧模具材料等。
现有γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的生产工艺主要是利用均相催化剂催化三甲氧基硅烷与烯丙基缩水甘油醚进行硅氢加成反应，主要包括Speier催化剂和Karstedt催化剂两种。均相催化剂与底物接触面积大，有更好的反应活性；但是也存在催化剂分离困难、无法回收再利用，造成资源浪费等缺点，严重制约了其工业化的进一步应用。因此，非均相催化剂受到了人们的广泛关注。Ivan Buslov等人(DOI:10.1002/anie.201606832)采用镍纳米催化剂用于硅烷偶联剂KH-560的硅氢加成反应，转化率仅达到了61％；Yingpeng Huo等人(DOI:10.1002/aoc.4874)报道了将铂金属席夫碱配合物锚装在介孔分子筛SBA-15上用于KH-560的硅氢加成反应，反应6h后转化率仅达到86％。专利CN111701619 A公开了用于合成KH-560硅烷偶联剂的固载型催化剂及其制备方法，以氨基功能化的MOFs为底物，通过化学键将Pt金属配合物锚装在其孔道内制备而成，但收率最高仅达到85％。因此，虽然非均相催化剂易于从产物中分离且可以降低生产成本，但是也存在着许多问题，如催化活性低，循环稳定性差等。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂及其制备方法与应用。本发明有效解决了均相催化剂催化硅氢加成反应的问题。本发明石墨氮化碳负载铂的非均相催化剂在催化γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷合成过程中能够重复利用且表现出优异的催化活性。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂，所述催化剂为石墨氮化碳负载铂的非均相催化剂。
上述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的制备方法，包括步骤：
(1)将尿素煅烧得到石墨氮化碳(g-C3N4)；将石墨氮化碳充分分散于有机溶剂中，得到溶液A；
(2)将氯铂酸充分溶于有机溶剂中，得到溶液B；
(3)在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，搅拌反应至粘稠状；然后经真空干燥、煅烧得到用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂(简称Pt-C3N4)。
根据本发明优选的，步骤(1)中，煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为2-3h，煅烧氛围为空气。
根据本发明优选的，步骤(1)中，有机溶剂为异丙醇、乙酰丙酮、甲醇或乙醇中的一种或两种以上的组合；石墨氮化碳的质量和有机溶剂的体积比为0.01-0.05g/mL。
根据本发明优选的，步骤(2)中，有机溶剂为异丙醇、乙酰丙酮、甲醇或乙醇中的一种或两种以上的组合；氯铂酸的摩尔量和有机溶剂的体积比为0.008-0.024mol/L。
根据本发明优选的，步骤(3)中，溶液B中氯铂酸和溶液A中石墨氮化碳的质量比为1:1-3。
根据本发明优选的，步骤(3)中，搅拌反应温度为60-80℃，搅拌反应时间为2-4h。
根据本发明优选的，步骤(3)中，真空干燥温度为50-70℃，真空干燥时间为20-30h。
根据本发明优选的，步骤(3)中，煅烧温度为200-300℃，煅烧时间为2-3h，煅烧是在保护气体氛围中进行的；优选的，所述保护气体为氮气或氩气。
上述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
根据本发明优选的，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的方法包括步骤：将烯丙基缩水甘油醚、甲醇、非均相催化剂充分混合均匀，搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷，滴加完毕后，经搅拌反应，然后分离出非均相催化剂得到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
优选的，三甲氧基硅烷和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1:1；非均相催化剂的质量是烯丙基缩水甘油醚质量的0.1-1％。
优选的，烯丙基缩水甘油醚和甲醇的质量比为4-7:1。
优选的，滴加速率为1-3g/min；滴加过程中保持反应体系的温度为55-65℃。
优选的，搅拌反应温度为55-65℃，搅拌反应时间为0.5-2h。
优选的，滴加过程以及搅拌反应过程均是在保护气体保护下进行；优选的，所述保护气体为氮气或氩气。
优选的，分离出的非均相催化剂经洗涤、干燥后可重复利用。
本发明的技术特点及有益效果如下：
1、本发明通过选择合适的溶剂并控制石墨氮化碳与氯铂酸的质量比，使得氯铂酸充分的被吸附在石墨氮化碳中，通过在惰性气体下煅烧，使铂均匀并坚固的负载在石墨氮化碳上，从而获得催化活性优异的石墨氮化碳负载铂的非均相催化剂。
2、本发明有效解决了均相催化剂催化硅氢加成反应的问题；本发明催化剂易于分离、回收再利用，节约成本。本发明非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，具有较高的催化活性；提高了目标产物收率，收率可达91.6％；增加了催化剂的循环稳定性，催化剂经5次回收后使用，催化活性和收率无大幅度下降，在工业领域具有潜在应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但不限于此。
同时下述实施例中所述方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
一种用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的合成：
(1)将尿素置于带盖坩埚中，在马弗炉中、空气氛围中550℃下煅烧2h，自然冷却至室温后制备得到石墨氮化碳(g-C3N4)；将0.3g g-C3N4充分分散于10ml异丙醇中，得到溶液A；
(2)将0.2g氯铂酸充分溶于30ml异丙醇中，得到浓度为0.016mol/L的溶液B；
(3)在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，在70℃下搅拌反应3.5h至粘稠状，在真空干燥箱60℃下干燥24h，再在氩气气氛、200℃下煅烧2h后制备得到催化剂负载Pt的g-C3N4(简称Pt-C3N4)。
上述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，方法如下：
将57.07g烯丙基缩水甘油醚、10g甲醇以及上述合成的Pt-C3N4(0.3g)催化剂加入反应瓶中，充分混合均匀，氮气吹扫半小时后搅拌升温至60℃，然后在搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷(61.1g)物料，滴加时间为30min，滴加过程中保持反应体系的温度为60℃、气氛为氮气，滴加完成后60℃搅拌反应(反应是于氮气保护下进行)一小时，过滤分离出催化剂，得到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。计算收率为91.6％。
上述过滤分离出的催化剂经洗涤干燥后回收利用。
按上述KH-560合成方法循环使用4次，收率分别为90.9％，90.3％，89.5％，89.1％。
实施例2
一种用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的合成：
(1)将尿素置于带盖坩埚中，在马弗炉中、空气氛围中500℃下煅烧2h，自然冷却至室温后制备得到石墨氮化碳(g-C3N4)；将0.3g g-C3N4充分分散于10ml异丙醇中，得到溶液A；
(2)将0.2g氯铂酸充分溶于30ml异丙醇中，得到浓度为0.016mol/L的溶液B；
(3)在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，在80℃下搅拌反应3h至粘稠状，在真空干燥箱60℃下干燥24h，再在氩气气氛、250℃下煅烧2h后制备得到催化剂负载Pt的g-C3N4(简称Pt-C3N4)。
上述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，方法如下：
将57.07g烯丙基缩水甘油醚、10g甲醇以及上述合成的Pt-C3N4(0.3g)催化剂加入反应瓶中，充分混合均匀，氮气吹扫半小时后搅拌升温至60℃，然后在搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷(61.1g)物料，滴加时间为30min，滴加过程中保持反应体系的温度为60℃、气氛为氮气，滴加完成后60℃搅拌反应(反应是于氮气保护下进行)一小时，过滤分离出催化剂，得到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。计算收率为91.1％。
上述过滤分离出的催化剂经洗涤干燥后回收利用。
按上述KH-560合成方法循环使用4次，收率分别为90.8％，89.9％，89.1％，88.5％。
实施例3
一种用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的合成：
(1)将尿素置于带盖坩埚中，在马弗炉中、空气氛围中550℃下煅烧2h，自然冷却至室温后制备得到石墨氮化碳(g-C3N4)；将0.3g g-C3N4充分分散于10ml异丙醇中，得到溶液A；
(2)将0.1g氯铂酸充分溶于30ml异丙醇中，得到浓度为0.008mol/L的溶液B；
(3)在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，在60℃下搅拌反应4h至粘稠状，在真空干燥箱60℃下干燥24h，再在氩气气氛、300℃下煅烧2h后制备得到催化剂负载Pt的g-C3N4(简称Pt-C3N4)。
上述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，方法如下：
将57.07g烯丙基缩水甘油醚、10g甲醇以及上述合成的Pt-C3N4(0.3g)催化剂加入反应瓶中，充分混合均匀，氮气吹扫半小时后搅拌升温至60℃，然后在搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷(61.1g)物料，滴加时间为30min，滴加过程中保持反应体系的温度为60℃、气氛为氮气，滴加完成后60℃搅拌反应(反应是于氮气保护下进行)一小时，过滤分离出催化剂，得到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。计算收率为91.3％。
上述过滤分离出的催化剂经洗涤干燥后回收利用。
按上述KH-560合成方法循环使用4次，收率分别为90.1％，89.2％，88.1％，87.9％。
实施例4
一种用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的合成：
(1)将尿素置于带盖坩埚中，在马弗炉中、空气氛围中600℃下煅烧2h，自然冷却至室温后制备得到石墨氮化碳(g-C3N4)；将0.3g g-C3N4充分分散于10ml异丙醇中，得到溶液A；
(2)将0.3g氯铂酸充分溶于30ml异丙醇中，得到浓度为0.024mol/L的溶液B；
(3)在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，在80℃下搅拌反应3h至粘稠状，在真空干燥箱60℃下干燥24h，再在氩气气氛、200℃下煅烧2h后制备得到催化剂负载Pt的g-C3N4(简称Pt-C3N4)。
上述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，方法如下：
将57.07g烯丙基缩水甘油醚、10g甲醇以及上述合成的Pt-C3N4(0.3g)催化剂加入反应瓶中，充分混合均匀，氮气吹扫半小时后搅拌升温至60℃，然后在搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷(61.1g)物料，滴加时间为30min，滴加过程中保持反应体系的温度为60℃、气氛为氮气，滴加完成后60℃搅拌反应(反应是于氮气保护下进行)一小时，过滤分离出催化剂，得到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。计算收率为90.5％。
上述过滤分离出的催化剂经洗涤干燥后回收利用。
按上述KH-560合成方法循环使用4次，收率分别为89.3％，88.2％，87.1％，86.3％。
实施例5
一种用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的合成：
(1)将尿素置于带盖坩埚中，在马弗炉中、空气氛围中550℃下煅烧2h，自然冷却至室温后制备得到石墨氮化碳(g-C3N4)；将0.3g g-C3N4充分分散于10ml异丙醇中，得到溶液A；
(2)将0.1g氯铂酸充分溶于30ml异丙醇中，得到浓度为0.008mol/L的溶液B；
(3)在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，在70℃下搅拌反应3.5h至粘稠状，在真空干燥箱60℃下干燥24h，再在氩气气氛、250℃下煅烧2h后制备得到催化剂负载Pt的g-C3N4(简称Pt-C3N4)。
上述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，方法如下：
将57.07g烯丙基缩水甘油醚、10g甲醇以及上述合成的Pt-C3N4(0.3g)催化剂加入反应瓶中，充分混合均匀，氮气吹扫半小时后搅拌升温至60℃，然后在搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷(61.1g)物料，滴加时间为30min，滴加过程中保持反应体系的温度为60℃、气氛为氮气，滴加完成后60℃搅拌反应(反应是于氮气保护下进行)一小时，过滤分离出催化剂，得到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。计算收率为90.5％。
上述过滤分离出的催化剂经洗涤干燥后回收利用。
按上述KH-560合成方法循环使用4次，收率分别为89.8％，89.4％，88.5％，88.1％。
实施例6
一种非均相催化剂的合成：
(1)将尿素置于带盖坩埚中，在马弗炉中、空气氛围中550℃下煅烧2h，自然冷却至室温后制备得到石墨氮化碳(g-C3N4)；将0.3g g-C3N4充分分散于10ml甲醇中，得到溶液A；
(2)将0.2g氯铂酸充分溶于30ml甲醇中，得到浓度为0.016mol/L的溶液B；
(3)在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，在70℃下搅拌反应2h至粘稠状，在真空干燥箱60℃下干燥24h，再在氩气气氛、200℃下煅烧2h后制备得到催化剂负载Pt的g-C3N4(简称Pt-C3N4)。
上述非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，方法如下：
将57.07g烯丙基缩水甘油醚、10g甲醇以及上述合成的Pt-C3N4(0.3g)催化剂加入反应瓶中，充分混合均匀，氮气吹扫半小时后搅拌升温至60℃，然后在搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷(61.1g)物料，滴加时间为30min，滴加过程中保持反应体系的温度为60℃、气氛为氮气，滴加完成后60℃搅拌反应(反应是于氮气保护下进行)一小时，过滤分离出催化剂，得到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。计算收率为60.2％。
上述过滤分离出的催化剂经洗涤干燥后回收利用。
按上述KH-560合成方法循环使用4次，收率分别为58.3％，56.7％，55.2％，53.9％。
对比例1
一种非均相催化剂的合成：
(1)将尿素置于带盖坩埚中，在马弗炉中、空气氛围中550℃下煅烧2h，自然冷却至室温后制备得到石墨氮化碳(g-C3N4)；将0.3g g-C3N4充分分散于10ml异丙醇中，得到溶液A；
(2)将0.2g氯铂酸充分溶于30ml异丙醇中，得到浓度为0.016mol/L的溶液B；
(3)在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，在70℃下搅拌反应3.5h至粘稠状，在真空干燥箱60℃下干燥24h后制备得到非均相催化剂。
上述非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，方法如下：
将57.07g烯丙基缩水甘油醚、10g甲醇以及上述合成的非均相催化剂(0.3g)加入反应瓶中，充分混合均匀，氮气吹扫半小时后搅拌升温至60℃，然后在搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷(61.1g)物料，滴加时间为30min，滴加过程中保持反应体系的温度为60℃、气氛为氮气，滴加完成后60℃搅拌反应(反应是于氮气保护下进行)一小时，过滤分离出催化剂，得到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。计算收率为70.1％。
上述过滤分离出的催化剂经洗涤干燥后回收利用。
按上述KH-560合成方法循环使用4次，收率分别为63.3％，58.2％，52.6％，49.8％。
对比例2
一种非均相催化剂的合成：
(1)将三聚氰胺置于带盖坩埚中，在马弗炉中、空气氛围中550℃下煅烧2h，自然冷却至室温后制备得到石墨氮化碳(g-C3N4-1)；将0.3g g-C3N4-1充分分散于10ml异丙醇中，得到溶液A；
(2)将0.1g氯铂酸充分溶于30ml异丙醇中，得到浓度为0.008mol/L的溶液B；
(3)在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，在70℃下搅拌反应3.5h至粘稠状，在真空干燥箱60℃下干燥24h，再在氩气气氛、250℃下煅烧2h后制备得到非均相催化剂。
上述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，方法如下：
将57.07g烯丙基缩水甘油醚、10g甲醇以及上述合成的非均相催化剂(0.3g)加入反应瓶中，充分混合均匀，氮气吹扫半小时后搅拌升温至60℃，然后在搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷(61.1g)物料，滴加时间为30min，滴加过程中保持反应体系的温度为60℃、气氛为氮气，滴加完成后60℃搅拌反应(反应是于氮气保护下进行)一小时，过滤分离出催化剂，得到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。计算收率为82.5％。
上述过滤分离出的催化剂经洗涤干燥后回收利用。
按上述KH-560合成方法循环使用4次，收率分别为81.3％，80.2％，79.5％，79.1％。
对比例3
一种非均相催化剂的合成：
(1)将尿素置于带盖坩埚中，在马弗炉中、空气氛围中550℃下煅烧2h，自然冷却至室温后制备得到石墨氮化碳(g-C3N4)；将0.3g g-C3N4充分分散于10ml异丙醇中，得到溶液A；
(2)将0.05g氯铂酸充分溶于30ml异丙醇中，得到浓度为0.004mol/L的溶液B；
(3)在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，在70℃下搅拌反应3.5h至粘稠状，在真空干燥箱60℃下干燥24h，再在氩气气氛、200℃下煅烧2h后制备得到非均相催化剂。
上述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，方法如下：
将57.07g烯丙基缩水甘油醚、10g甲醇以及上述合成的非均相催化剂(0.3g)加入反应瓶中，充分混合均匀，氮气吹扫半小时后搅拌升温至60℃，然后在搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷(61.1g)物料，滴加时间为30min，滴加过程中保持反应体系的温度为60℃、气氛为氮气，滴加完成后60℃搅拌反应(反应是于氮气保护下进行)一小时，过滤分离出催化剂，得到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。计算收率为80.5％。
上述过滤分离出的催化剂经洗涤干燥后回收利用。
按上述KH-560合成方法循环使用4次，收率分别为79.3％，78.4％，77.6％，77.2％。
对比例4
一种非均相催化剂的合成：
(1)将尿素置于带盖坩埚中，在马弗炉中、空气氛围中550℃下煅烧2h，自然冷却至室温后制备得到石墨氮化碳(g-C3N4)；将0.3g g-C3N4充分分散于10ml异丙醇中，得到溶液A；
(2)将0.5g氯铂酸充分溶于30ml异丙醇中，得到浓度为0.04mol/L的溶液B；
(3)在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，在70℃下搅拌反应3.5h至粘稠状，在真空干燥箱60℃下干燥24h，再在氩气气氛、200℃下煅烧2h后制备得到非均相催化剂。
上述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，方法如下：
将57.07g烯丙基缩水甘油醚、10g甲醇以及上述合成的非均相催化剂(0.3g)加入反应瓶中，充分混合均匀，氮气吹扫半小时后搅拌升温至60℃，然后在搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷(61.1g)物料，滴加时间为30min，滴加过程中保持反应体系的温度为60℃、气氛为氮气，滴加完成后60℃搅拌反应(反应是于氮气保护下进行)一小时，过滤分离出催化剂，得到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。计算收率为81.5％。
上述过滤分离出的催化剂经洗涤干燥后回收利用。
按上述KH-560合成方法循环使用4次，收率分别为81.2％，80.4％，79.6％，78.8％。
Claims (3)
1.一种用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-（2 ,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷；作为非均相催化剂应用于催化合成γ-（2 ,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷的方法包括步骤：将烯丙基缩水甘油醚、甲醇、非均相催化剂充分混合均匀，搅拌条件下滴加三甲氧基硅烷，滴加完毕后，经搅拌反应，然后分离出非均相催化剂得到γ-（2 ,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷；
所述催化剂为石墨氮化碳负载铂的非均相催化剂；
所述非均相催化剂的制备方法，包括步骤：
（1）将尿素煅烧得到石墨氮化碳（g-C3N4）；将石墨氮化碳充分分散于有机溶剂中，得到溶液A；煅烧温度为500-600 ℃，煅烧时间为2-3 h，煅烧氛围为空气；有机溶剂为异丙醇；石墨氮化碳的质量和有机溶剂的体积比为0.01-0.05 g/mL；
（2）将氯铂酸充分溶于有机溶剂中，得到溶液B；有机溶剂为异丙醇；氯铂酸的摩尔量和有机溶剂的体积比为0.008-0.024mol/L；
（3）在搅拌条件下，将溶液B滴加到溶液A中，搅拌反应至粘稠状；然后经真空干燥、煅烧得到用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂（Pt-C3N4）；溶液B中氯铂酸和溶液A中石墨氮化碳的质量比为1:1-3；搅拌反应温度为60-80℃，搅拌反应时间为3-4 h；煅烧温度为200-300 ℃，煅烧时间为2-3 h，煅烧是在保护气体氛围中进行的；所述保护气体为氮气或氩气。
2.根据权利要求1所述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，其特征在于，步骤（3）中，真空干燥温度为50-70℃，真空干燥时间为20-30h。
3.根据权利要求1所述用于合成硅烷偶联剂KH-560的非均相催化剂的应用，其特征在于，作为非均相催化剂应用于催化合成γ-（2 ,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷的方法中，包括以下条件中的一项或多项：
i、三甲氧基硅烷和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1:1；非均相催化剂的质量是烯丙基缩水甘油醚质量的0.1-1%；
ii、烯丙基缩水甘油醚和甲醇的质量比为4-7:1；
iii、滴加速率为1-3g/min；滴加过程中保持反应体系的温度为55-65℃；
iv、搅拌反应温度为55-65℃，搅拌反应时间为0.5-2 h；
v、滴加过程以及搅拌反应过程均是在保护气体保护下进行；所述保护气体为氮气或氩气；
vi、分离出的非均相催化剂经洗涤、干燥后可重复利用。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6100408A (en) * | 1998-02-09 | 2000-08-08 | Huels Aktiengesellschaft | Process for preparing 3-glycidyloxypropyltrialkoxysilanes |
| CN108722463A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-02 | 陕西科技大学 | 一种铂原子修饰纳米片状氮化碳光催化剂及其制备方法 |
| CN111253425A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-09 | 常州南京大学高新技术研究院 | 一种1,3-双[2-(3,4-环氧环己基)乙基]四甲基二硅氧烷的合成方法 |
| CN111495429A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-08-07 | 南昌大学 | 高效复合型催化剂制备方法及硅烷偶联剂kh-560制备方法 |
| CN111701619A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-09-25 | 南昌大学 | 一种用于合成kh-560硅烷偶联剂的固载型催化剂及其制备方法 |
| CN114713258A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-07-08 | 北京工业大学 | 铂单原子多相催化剂在硅氢加成反应中的应用 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6100408A (en) * | 1998-02-09 | 2000-08-08 | Huels Aktiengesellschaft | Process for preparing 3-glycidyloxypropyltrialkoxysilanes |
| CN108722463A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-02 | 陕西科技大学 | 一种铂原子修饰纳米片状氮化碳光催化剂及其制备方法 |
| CN111253425A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-09 | 常州南京大学高新技术研究院 | 一种1,3-双[2-(3,4-环氧环己基)乙基]四甲基二硅氧烷的合成方法 |
| CN111701619A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-09-25 | 南昌大学 | 一种用于合成kh-560硅烷偶联剂的固载型催化剂及其制备方法 |
| CN111495429A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-08-07 | 南昌大学 | 高效复合型催化剂制备方法及硅烷偶联剂kh-560制备方法 |
| CN114713258A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-07-08 | 北京工业大学 | 铂单原子多相催化剂在硅氢加成反应中的应用 |
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