本發明涉及有機化學,具體涉及一種四烷氧基硅烷的制備方法。
背景技術:
1、四烷氧基硅烷作為用于制造各種硅烷化合物、有機硅酮聚合物、各種甲硅烷基化劑、膠體二氧化硅及陶瓷等的原料來使用。
2、作為一直以來已知的烷氧基硅烷類的工業上的制造方法,已知以下方法:以天然的二氧化硅作為起始原料,并與碳混合,在高溫下進行還原,由此得到金屬硅,再使金屬硅與氯反應而制造四氯化硅,之后,再使其與醇反應(參照專利文獻1)。另外,還已知使金屬硅與醇直接反應的制造方法(參照專利文獻2、3)。
3、但是,這些方法均必須經過需要高溫的金屬硅制造過程,存在能量效率差的問題。
4、另一方面,作為由二氧化硅直接制造烷氧基硅烷的方法,已知以堿金屬元素或堿土金屬元素作為催化劑而使二氧化硅與碳酸烷酯反應來制造烷氧基硅烷的方法(參照專利文獻4、5)。這些方法由于不以上述金屬硅作為原料,因此在能量效率上是有利的,另一方面,需要以化學計量來計相對于二氧化硅為至少2倍摩爾量的量投入較昂貴的化合物即碳酸烷酯,作為四烷氧基硅烷的工業制法,存在經濟上的問題。
5、專利文獻
6、專利文獻1:日本特開昭62-114991號公報
7、專利文獻2:美國專利第2473260號
8、專利文獻3:日本特開2000-178283號公報
9、專利文獻4:日本特開2001-114786號公報
10、專利文獻5:日本專利第3026371號公報。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提出一種四烷氧基硅烷的制備方法,制備方法簡單,大大提高了催化劑的催化活性,從而能夠高效,溫和,高收率的制備得到四烷氧基硅烷。
2、本發明的技術方案是這樣實現的:
3、本發明提供一種四烷氧基硅烷的制備方法,包括以下步驟:
4、(1)將醇和二氧化碳在催化劑的作用下脫水反應;
5、(2)將步驟(1)中的體系與納米氧化硅反應,離心,濾液干燥,制得四烷氧基硅烷。
6、作為本發明的進一步改進,所述催化劑為al/ti沉積的uio-66催化劑。
7、作為本發明的進一步改進,所述催化劑的制備方法如下:
8、s1.uio-66-nh2的制備:將四氯化鋯、2-氨基對苯二甲酸加入dmf溶液中,水熱反應,離心,洗滌,干燥,制得uio-66-nh2;
9、s2.溶膠的制備:將異丙醇鋁和鈦酸四丁酯溶于乙醇中,加入水,攪拌形成溶膠;
10、s3.催化劑的制備:將uio-66-nh2加入溶膠中,超聲分散均勻,干燥,球磨,煅燒,制得催化劑。
11、作為本發明的進一步改進,步驟s1中所述四氯化鋯、2-氨基對苯二甲酸的摩爾比為1:0.5-1.5。
12、作為本發明的進一步改進,步驟s1中所述水熱反應的溫度為120-140℃,時間為20-24h。
13、作為本發明的進一步改進,步驟s2中所述異丙醇鋁、鈦酸四丁酯、乙醇和水的質量比為10-12:7-10:100-120:10-15。
14、作為本發明的進一步改進,步驟s3中所述uio-66-nh2、溶膠的質量比為10:12-15。
15、作為本發明的進一步改進,步驟s3中所述球磨的時間為1-3h,所述煅燒的溫度為400-500℃,時間為1-3h。
16、作為本發明的進一步改進,所述脫水反應中采用添加脫水劑,添加量為體系總質量的10-15wt%。
17、作為本發明的進一步改進,所述脫水劑選自硫酸鎂或氯化鈣。
18、本發明具有如下有益效果:
19、本發明制備了一種高比表面、高反應活性的催化劑,以鋯基金屬有機框架為載體,一方面該載體大大提高了對鋁和鈦的負載量,另一方面,鋯基也可以對反應有很好的催化性能。本發明催化劑進一步通過溶膠凝膠反應,沉積氧化鋁和氧化鈦,大大提高了催化劑的催化活性,從而能夠高效,溫和,高收率的制備得到四烷氧基硅烷。
1.一種四烷氧基硅烷的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述催化劑為al/ti沉積的uio-66催化劑。
3.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述催化劑的制備方法如下:
4.根據權利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟s1中所述四氯化鋯、2-氨基對苯二甲酸的摩爾比為1:0.5-1.5。
5.根據權利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟s1中所述水熱反應的溫度為120-140℃,時間為20-24h。
6.根據權利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟s2中所述異丙醇鋁、鈦酸四丁酯、乙醇和水的質量比為10-12:7-10:100-120:10-15。
7.根據權利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟s3中所述uio-66-nh2、溶膠的質量比為10:12-15。
8.根據權利要求3所述的制備方法,其特征在于,步驟s3中所述球磨的時間為1-3h,所述煅燒的溫度為400-500℃,時間為1-3h。
9.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述脫水反應中采用添加脫水劑,添加量為體系總質量的10-15wt%。
10.根據權利要求9所述的制備方法,其特征在于,所述脫水劑選自硫酸鎂或氯化鈣。