[发明专利]硅烷偶联剂改性SiO2负载铑催化剂的制备以及对丁腈橡胶的选择性加氢应用

说明书

本发明涉及一种硅烷偶联剂改性SiO₂负载铑催化剂及对NBR加氢应用，该负载催化剂的制备过程简单，对NBR一类含有碳碳双键的聚合物进行催化加氢，表现出很高的加氢活性，好的选择性和良好的循环再利用性。 

背景技术

催化加氢技术是石油化工中对有机物进行化学改性的一个重要方法，所采用的催化剂分为均相催化剂和非均相催化剂。催化加氢过程中，催化剂的回收与再生是生产中一个急需解决的难题。因此，为了反应后催化剂和产物的更好的分离，一般采用采用非均相催化剂，也就是负载型催化剂。将一些活性中心（主要是一些贵金属元素，如镍，铑，钌，钯，铱，锇等）吸附在一些有机无机载体上，制备成负载型催化剂，以供催化加氢使用。 

载体，又叫担体（support）,是负载型催化剂的组成之一。通常为多孔物质，具有一定的比表面积，常把催化剂的活性组分附载其上面，载体主要作用是支持活性组分，使催化剂具有特定的物理性状，而载体本身一般并不具有催化活性。一般负载型催化剂所用的载体有无机载体和有机载体。常用的几种主要催化剂载体有Al₂O₃，硅胶（化学成分是SiO₂），活性炭，TiO₂，碳化硅和分子筛。 

目前，常见的金属负载催化剂的制备方法主要有以下几种：（1）浸渍法，将载体放进含有活性物质的液体或气体中浸渍，活性物质逐渐吸附于载体的表面，当浸渍平衡后，将剩下的液体除去，再进行干燥、焙烧、活化等即可制得催化剂。（2）沉积沉淀法，使载体先浸渍在含有活性组分的溶液中一段时间，然后再加入沉淀剂进行沉淀，过滤，干燥，可以得到负载型催化剂。（3）还原沉淀法，溶剂化的金属离子被还原试剂（如甲醛）还原为金属，从而沉积在载体之上，也称化学镀法。（4）络合剂移除法，在较高pH值下，络合试剂如NH₃、EDTA能够用来稳定水溶液中的过渡金属离子（形成络合物），当通过蒸发或氧化的方式将这些络合剂移除后，即可让过渡金属沉积在载体之上。还有一些其他的金属负载催化剂方法，如平衡吸附法，离子交换法，化 学气相沉积法等。 

HNBR是一种性能优异的橡胶，主要通过溶液催化加氢获得。现在主要分为均相溶液加氢法和非均相溶液加氢法。均相溶液加氢催化剂主要是一些贵金属络合物。活性高，选择性好，但不容易回收再利用，这就大大增加了生产成本。现在非均相负载型催化剂能解决催化剂回收的问题，成为研究的热点。 

非均相溶液加氢NBR催化剂一般是以二氧化硅（SiO₂），炭黑（C）,二氧化钛（TiO₂）为载体的单质钯（Pd）催化剂。如Zeon相继开发出Pd/C，Pd/SiO₂，Pd/TiO₂三个非均相加氢NBR催化剂。并且使用Pd/SiO₂催化剂实现了HNBR的工业化。非均相加氢催化剂的最大的优点就是加氢反应完成后，催化剂经处理后可以重复利用，这就大大降低了生产的成本。但是，一般负载型非均相催化剂加氢活性不如均想催化剂，载体表面也容易吸附聚合物分子，催化剂效率大大下降。此外，非均相催化剂需要在较高的氢气压强和反应温度，反应时间也较长，这些都会对最后获得的产品HNBR的结构和性能有一些影响。 

本专利采用硅烷偶联剂APTS改性不同粒径的SiO₂，大大提高了SiO₂吸附金属离子的能力。采用浸渍法制备一系列的APTS改性SiO₂负载催化剂，并用于丁腈橡胶加氢研究。实验结果表明，所制备的负载催化剂APTS-SiO₂-RhCl₃具有很高的催化活性，双键选择性，加氢完后，对催化剂进行简单的处理，再次加氢效率依然很高，回收循环利用性能很好，是一种优良的非均相溶液NBR加氢催化剂。 

根据权利要求1所述的硅烷偶联剂改性SiO₂负载铑催化剂的制备方法，其特征在于：根据权利要求1所述的硅烷偶联剂改性SiO₂负载铑催化剂的制备方法，其特征在于：根据权利要求1所述的硅烷偶联剂改性SiO₂负载铑催化剂的制备方法，其特征在于： 

发明内容

本发明的目的在于提供了一种可重复循环使用的催化加氢新型非均相催化剂以及其对NBR加氢活性的研究。 

硅烷偶联剂改性SiO₂负载铑催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：