【摘要】：本論文開展了銅基催化劑催化甲醇、乙醇與硅粉在固定床反應(yīng)器中反應(yīng)制備甲氧基硅烷與乙氧基硅烷研究。取得的研究成果如下:在銅基催化劑催化合成甲氧基硅烷的研究中發(fā)現(xiàn),CuCl/Si混合物在氮?dú)鈿夥障?200-240℃預(yù)處理后,氯化亞銅相仍存在于CuCl/Si混合物中;260-340℃預(yù)處理后,出現(xiàn)金屬Cu~0相;280-340℃預(yù)處理后,有Cu_3Si形成。200-240℃預(yù)處理后的CuCl/Si混合物,在220-260℃反應(yīng)時(shí),主要生成三甲氧基硅烷,三甲氧基硅烷的收率最高可達(dá)到85%;260-340℃預(yù)處理后的CuCl/Si混合物,在220-260℃反應(yīng)時(shí),主要生成四甲氧基硅烷,四甲氧基硅烷的收率最高可達(dá)92%。研究發(fā)現(xiàn),Cu_x Si_yCl_z催化硅與甲醇反應(yīng)生成三甲氧基硅烷,而Cu~+/Cu~0協(xié)同催化硅與甲醇反應(yīng)生成四甲氧基硅烷。對(duì)失活后的CuCl/Si的混合物進(jìn)行氯化再生,使氯化亞銅相得以恢復(fù),并暴露了金屬Cu~0相,促進(jìn)了甲醇與硅粉反應(yīng)生成三甲氧基硅烷和四甲氧基硅烷。當(dāng)Cu_2O、CuO和金屬Cu~0用作為甲醇與硅粉直接反應(yīng)的催化劑時(shí),Cu_2O與CuO被還原成金屬Cu~0,四甲氧基硅烷是主產(chǎn)物。在銅基催化劑催化合成乙氧基硅烷的研究中發(fā)現(xiàn),CuCl和Cu~0納米粒子可分別催化硅與乙醇的直接反應(yīng)選擇性地合成三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷。當(dāng)CuCl/Si混合物在氮?dú)饬髦蓄A(yù)處理時(shí),金屬Cu~0相出現(xiàn)在260-500℃,Cu_3Si相出現(xiàn)在280-500℃。在240-300℃預(yù)處理CuCl/Si混合物,有利于三乙氧基硅烷生成,三乙氧基硅烷的選擇性最高可達(dá)94%。然而,在預(yù)處理溫度500℃下處理后,有利于生成四乙氧基硅烷,四乙氧基硅烷的選擇性最高可達(dá)99%。小粒徑的CuCl比大粒徑的CuCl具有更高的催化活性。研究發(fā)現(xiàn),Cu-Si-Cl絡(luò)合物可能是生成三乙氧基硅烷的催化活性位點(diǎn),金屬Cu~0微晶是生成四乙氧基硅烷的催化活性位點(diǎn)。有機(jī)硅生產(chǎn)過程產(chǎn)生的硅粉-銅基催化劑固體廢棄物與HCl反應(yīng)研究發(fā)現(xiàn),廢硅粉與HCl可直接反應(yīng)生成三氯氫硅。在反應(yīng)溫度280-320℃下,三氯氫硅選擇性90%以上,其余為四氯化硅。本研究工作形成了以硅粉為原料制備烷氧基硅烷,反應(yīng)后的硅粉進(jìn)一步與HCl反應(yīng)制備氯硅烷的產(chǎn)業(yè)鏈。本研究成果具有綠色、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
【圖文】：

嗵ń噻噌?液-固三相反應(yīng)器合成三烷氧基硅烷的方法(如圖1.1)。具體做法如下，首先在第一反應(yīng)器中加入處理過的硅粉與催化劑混合物，，然后在第一和第二反應(yīng)器中加入高沸點(diǎn)的有機(jī)介質(zhì)，硅粉與催化劑懸浮物由第一

圖 1-2 Rochow 的直接法催化合成三甲氧基含氫硅烷機(jī)理Fig. 1.2 Rochow direct catalytic synthesis of trimethoxyhydrosilane mechani們將硅和催化劑混合物首先進(jìn)行預(yù)處理，制備出活性觸體，活性觸醇并生成二甲氧基硅烷 H2Si(OMe)2后再脫附，脫附下的高反應(yīng)性硅烷能夠繼續(xù)與甲醇反應(yīng)生成三甲氧基硅烷。993 年，Okamoto Masaki[43~44]等通過氣固反應(yīng)研究硅與醇直接反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ264.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2675059