氧化石墨负载铂配合物的制备及其催化烯烃硅氢加成反应的性能研究

摘要

有机硅材料是一类性能优异的新型化工材料,被广泛的应用在电子电气、航空航天、汽车建筑、医疗卫生及日用化学品等众多领域。而硅氢加成反应是合成硅碳键的最重要方法之一,是合成各种有机硅单体、偶联剂和功能性有机硅化合物的最重要途径。Speier催化剂和Karstedt催化剂是应用很广的均相硅氢加成反应催化剂,但催化剂难以回收再利用,而制备高效的多相催化剂是解决这一问题的最有效的方法之一。
　　氧化石墨作为制备石墨烯的前驱体,具有高比表面积等优异的性能,并且因其表面含有丰富的-OH、-COOH等含氧基团,具有易改性的特点,因此,氧化石墨通常被用作催化剂的载体。本文制备了两种以氧化石墨为载体、高效的硅氢加成反应多相催化剂。
　　第一部分:根据均相Karstedt催化剂的结构特点,用乙烯基三乙氧基硅烷改性氧化石墨,再用修饰在氧化石墨上的乙烯基锚定铂,制备出了多相催化剂(GO-Karstedt),并用 XRD、FT-IR、TGA、TEM等测试手段表征该催化剂的结构。催化活性测试表明,GO-Karstedt催化剂能有效的催化末端烯烃与三乙氧基硅烷的反应,对于脂肪族的末端烯烃具有非常高的选择性;60°C下反应60 min,1-辛烯的β-加成产物收率达到90.4％。催化剂可重复使用7次。
　　第二部分:氧化石墨先与3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)反应后,继续接枝双膦基团,利用膦配体良好的金属配位性,最后与氯铂酸钾反应,制备了氧化石墨负载膦铂配合物(GO-P-Pt催化剂),通过元素分析、FT-IR、XRD对该催化剂进行了表征。GO-P-Pt催化剂应用于末端烯烃的硅氢加成反应有很好的活性,100°C下反应3 h后,1-癸烯的转化率达到98%,β-加成产物的收率达到96.9%,催化剂重复使用4次后,活性无明显下降。

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第1章 绪论

1.1 有机硅概述

1.2 硅氢加成反应及其催化剂

1.2.1 均相催化剂

1.2.2 多相催化剂

1.3 氧化石墨及其在催化领域的应用

1.3.1 氧化石墨的制备及其结构

1.3.2 氧化石墨的表面改性及其在催化领域的应用

1.4本课题研究的意义及内容

第2章 GO-Karstedt催化剂的制备及其催化硅氢加成反应的性能研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 主要药品与仪器

2.2.2 催化剂的制备

2.2.3 催化剂的表征

2.2.4 催化剂的活性评价

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 催化剂的表征

2.3.2 催化剂的性能

2.3.3 本章小结

第3章 GO-P-Pt催化剂的制备及其催化硅氢加成反应的性能研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 主要药品与仪器

3.2.2 催化剂的制备

3.2.3 催化剂的表征

3.2.4 催化剂的性能测试

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 催化剂的表征

3.3.2 催化剂的性能

3.3.3 本章小结

第4章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果