钯铂催化剂在有机硅行业的应用及历史

时间：2018-01-30 作者：91再生 来源：91再生网

　　钯铂催化剂是用途广泛的贵金属催化剂之一，贵金属的资源稀缺性决定了其价格昂贵，但其独特的物化性能又决定了在多种催化反应中不可替代。钯铂催化剂主要是以氯铂酸贵金属为主要原材料的钯铂催化剂，采用金属网、铂黑或把铂载于氧化铝等载体上。

 

　　最大量的钯铂催化剂是用于汽车尾气净化系统的三效转化器。燃料电池电极催化剂、石油化工中的催化重整选择加氢，以及各种精细化学品的合成都大量依赖于高效的负载型铂、钯等贵金属催化剂。钯铂催化剂避免了有机锡、过氧化物等污染源，是一种高效环保的催化剂。

 

　　钯铂催化剂在有机硅中的应用

 

　　由于钯铂催化剂催化效率高，可以抑制Si-Vi和Si-H反应过程中伴随发生的副反应，避免了黑色物质的生成，克服了其它催化剂使用中产品出现发黄或变黑现象。因此可以制备高透明制品，透明度可以超过日本、美国、欧洲等国外同类产品。

 

　　由于钯铂催化剂具有如此高的作用，因此在应用于液体胶、混炼胶的成型上作用很大。

 

　　专家解读-我所认识的铂催化剂在有机硅中的应用

 

　　氯铂酸，是最早在有机硅中使用的铂催化剂---至少我没在文献中看到更早的。现今依然在有机硅行业中宝刀不老。

 

　　氯铂酸（异丙醇溶液），最早是道康宁公司的John Speier发现在硅氢加成中的催化作用（三氯氢硅、甲基二氯硅烷与烯烃加成反应），因此，氯铂酸又叫Speier催化剂。基于对发现者的尊重，我下面均以Speier催化剂称谓。

 

　　Speier催化剂，最简单的合成方式：氯铂酸溶于异丙醇。注意，我用的是“合成”，因为，异丙醇在这里其实具有配位作用，并不是简单的溶解，此后也有用其它，比如四氢呋喃等等配位的。

 

　　氯铂酸的简单合成方式：铂溶于王水。通常有机硅行业人士是购买现成的，就我使用经验看，来源不同，质量有差异。不过，一般来说，只要纯度够高，均可以使用。

 

　　或许是Speier催化剂的固有不足，道康宁公司的Willing David N（ US3419593，1968） 和GE公司的Karstedt B （US3775452，1973）对这个催化剂进一步做了改进，也就是以乙烯基四甲基二硅氧烷替代异丙醇类络合剂，得到的催化剂稳定性更好，与有机硅聚合物相容性更佳，催化效率更高（多数情况下）。

 

　　按照道理，Willing比Karstedt发明专利发表的更早，但从这两个专利来看，很明显Karstedt做的更科学，一是指出了烯基四甲基二硅氧烷的络合作用，二是将碱性物质（碳酸钠）用于这个催化剂的合成。从理论和实践上，Karstedt更胜一筹，从专利发表时间看，不知道Karstedt是不是受到了Willing的启发。实验中，Willing是120℃下将二烯基四甲基二硅氧烷与氯铂酸反应，而Karstedt是在碳酸钠辅助下，70℃左右，二烯基四甲基二硅氧烷与氯铂酸（盐）反应。就我对比，Willing方法，容易出现铂黑，产物少，而Karstedt方法，收率高，产物稳定，操作重现性不错。