什么是铂金催化剂?

http://www.soyjg.com  时间:2019/9/3  来源:全球有机硅网

 

全球有机硅网讯:

 

硅氢加成反应式



硅氢加成反应是指含有硅氢键的有机硅化合物跟含有不饱和键的化合物在一定条件下发生的加成反应,是形成硅碳键的主要形式,是有机硅化学中最基础也最重要的反应类型之一。不饱和键可以是碳碳双键、碳碳三键、碳氧双键以及碳氮双键等。其中,硅氢键跟碳碳双键进行的加成反应是有机硅工业中最常见的硅氢加成反应,是众多加成型有机硅产品的核心反应。


 

硅氢加成反应反应物官能团



对于硅氢加成反应而言,除了硅氢化合物跟不饱和化合物,催化剂是其不可或缺的一个组分,起着加快反应速度、缩短反应时间以及降低反应温度的作用。硅氢加成反应的催化剂,主要是元素周期表中ⅧB族过渡金属元素铂、钯、镍和铑等的化合物及其络合物,其中铂催化剂催化活性最高,应用最为广泛。
用于催化硅氢加成反应的铂催化剂,主要分为均相催化剂和非均相催化剂。其中,均相催化剂和反应物同处于一相,没有相界面存在,在硅氢加成反应中,均相催化剂一般指液体催化剂。均相铂催化剂主要有三种:第一种是将氯铂酸(H2PtCl6▪6H2O)溶解到乙醇、异丙醇以及四氢呋喃等有机溶剂中,让其相互作用形成配合物,称为“Speier催化剂”,这种催化剂制作简便快捷、使用方便;第二种类型的铂催化剂是铂与乙烯基双封头的络合物,称为卡斯特催化剂(Karstedts catalyst),其反应活性高,能稳定地储存,且与各类型聚硅氧烷的相容性好,是加成型有机硅离型剂中应用最为广泛的催化剂;第三种类型的铂催化剂,是氯铂酸除了和另外一些不饱和化合物形成络合物,还与酮类、环戊二烯、酯类、醇类、冠醚、含杂原子冠醚以及聚硅氧烷等形成络合物,用作催化剂。

 

卡斯特催化剂结构式



 

均相铂催化剂具有较高的活性及反应选择性,但是由于跟反应物处于同一相中,反应完成后难以分离,不能重复利用,因此成本较高,同时可能会带来重金属离子污染。因此,科研工作者将均相催化剂固载化制成非均相催化剂。所谓均相催化剂的固载化,就是把均相催化剂以物理或化学方法使之与固体载体相结合,而形成一种特殊的催化剂。非均相铂催化剂跟反应物属于不同相,常见形式为固态催化剂催化液态混合反应物发生硅氢加成反应。硅氢加成反应的非均相催化剂主要分为两种,传统的非均相铂催化剂和高分子金属络合催化剂。其中,传统的非均相催化剂是将过渡金属吸附在炭黑、氧化铝等无机粒子上形成的,这类催化剂稳定性较高,可以回收循环利用,但是催化活性跟选择性较低,反应过程需要较高的温度和压力。高分子金属络合催化剂由高分子载体、键合在载体上的配位基以及过渡金属三部分组成。总体而言,非均相催化剂虽然具有高稳定性、可回收重复利用的优点,但由于其活性和选择性较低,同时制备过程比较复杂,再次使用时催化活性降低,因此其应用受到一定的限制。

 

有许多物质都能让铂金催化剂“中毒”,导致其催化活性降低甚至失去活性。例如含氮、磷、硫等元素的有机物和含锡、铅、汞、铋、砷等重金属的离子性化合物。因此在铂金催化剂的使用过程中需要格外注意,避免铂金催化剂接触到这些能使其中毒的物质。铂金催化剂的种类跟形态较多,因此在应用过程中,要根据反应体系的特点,选择合适的铂金催化剂,才能取得最好的催化效果。

 

 

 

 

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