一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法。該方法是在濕法制備氧化鋅的過程中，加入銅粉充分?jǐn)嚢杌旌?，然后過濾干燥，得堿式碳酸鋅和銅粉的均一混合物，400～600℃焙燒1～5小時，得到氧化鋅和Cu-Cu2O-CuO三元銅粉的均一混合物，球磨、過濾、干燥后得到含助劑ZnO的銅催化劑。該發(fā)明對銅粉部分氧化過程和濕法制備氧化鋅過程進(jìn)行耦合制備含助劑ZnO的銅催化劑，過程簡單，設(shè)備利用率高，生產(chǎn)成本低，并且濕法容易實現(xiàn)原料均勻混合，經(jīng)過燒結(jié)后，得到Cu-Cu2O-CuO三元銅粉和氧化鋅混合均勻的燒結(jié)顆粒，利于下一步球磨和助劑ZnO的均勻分散，得到的催化劑活性和選擇性高。
【專利說明】一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于合成甲基氯硅烷的催化劑領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機硅材料是一類以S1-O鍵為主體，在Si原子上引入有機基團(tuán)作為側(cè)鏈的高分子化合物。由于既具有有機結(jié)構(gòu)，又具有無機結(jié)構(gòu)，因此有機硅材料具備許多優(yōu)異性能和特殊功能，在國防尖端技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)各部門獲得廣泛應(yīng)用。生產(chǎn)有機硅材料離不開有機硅單體，其中甲基氯硅烷用量占有機硅單體總量的90%以上，甲基氯硅烷中二甲基二氯硅烷(簡稱二甲)的用量最大(約80%)。截止目前，在甲基氯硅烷的合成方法中，直接法是主要工業(yè)生產(chǎn)方法，該方法是E.G.Rochow在1940年首次提出，在加熱及銅催化劑作用下，直接由氯甲烷和硅粉反應(yīng)生產(chǎn)各種甲基氯硅烷單體，如下述反應(yīng)式所示:
[0003]
【權(quán)利要求】
1.一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法，所述方法包括以下步驟: 1)將碳酸鈉溶液加入不斷攪拌的鋅鹽溶液中，得到白色膠狀物； 2)將銅粉加入步驟I)所得白色膠狀物中，并充分?jǐn)嚢?，得到白色膠狀物和銅粉的均勻混合物，靜置陳化4~12h分層后，對下層沉淀物洗滌過濾，得到銅粉和堿式碳酸鋅的均勻混合物； 3)或者，將步驟I)所得白色膠狀物，靜置陳化4~12h分層后，對下層沉淀物過濾洗滌，得到堿式碳酸鋅漿液，然后將銅粉加入漿液中，并充分?jǐn)嚢杌旌希^濾，得到銅粉和堿式碳酸鋅的均勻混合物； 4)將步驟2)或步驟3)所得銅粉和堿式碳酸鋅的均勻混合物置于真空干燥箱，30~100°C真空干燥I~6h ; 5)把步驟4)干燥后的銅粉和堿式碳酸鋅混合物，粉碎，置于加熱爐內(nèi)，400~600°C下通入空氣，焙燒氧化I~5小時，通過調(diào)節(jié)焙燒氧化過程中空氣通入量和銅粉的摩爾比，使混合物中的銅粉被部分氧化，得到Cu-Cu2O-CuO三元銅粉，同時堿式碳酸鋅也分解為ZnO，得到混合均一的Cu-Cu2O-CuO三元銅粉和ZnO的混合物，并且同時經(jīng)過燒結(jié)，得到Cu-Cu2O-CuO三元銅粉和ZnO混合均勻的燒結(jié)顆粒； 6)將步驟5)中所得Cu-Cu2O-CuO三元銅粉和ZnO混合均勻的燒結(jié)顆粒，進(jìn)行球磨，得到含助劑ZnO的銅催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中鋅鹽為氯化鋅、硫酸鋅、硝酸鋅中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中碳酸鈉溶液的濃度為0.5~3.5mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中鋅鹽溶液的濃度為2.0~20.0moI/Lο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟2)-步驟4)中銅粉為霧化銅粉、電解銅粉或海綿銅粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中焙燒氧化過程中空氣通入量和銅粉的摩爾比為1.5~15。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟5)中焙燒氧化過程加熱裝置為箱式氣氛爐、井式爐、罩式爐、推桿爐和管式爐中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟6)中球磨為濕法或者干法球磨。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟6)中球磨時球磨珠與物料質(zhì)量比為2~20，球磨時間為0.5~10h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于合成甲基氯硅烷的含助劑ZnO的銅催化劑的制備方法，其特征在于，所述含助劑ZnO的銅催化劑為粉末催化劑，其重量百分比組成為:Cu含量 0.5 ~20%，Cu2O 含量 29.5 ~79.5%, CuO 含量 20 ~70%，ZnO 含量 0.5 ~30%。
【文檔編號】B01J23/80GK103831110SQ201310643399
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】高俊杰, 李云杰, 張學(xué)迪, 劉殿忠, 張振玉, 張懿 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所, 山東東岳有機硅材料有限公司