改性MCM-41催化歧化甲基三氯硅烷制備二甲基二氯硅烷的研究的綜述報告

改性MCM-41催化歧化甲基三氯硅烷制備二甲基二氯硅烷的研究的綜述報告摘要：本文綜述了改性MCM-41催化歧化甲基三氯硅烷制備二甲基二氯硅烷的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。首先介紹了二甲基二氯硅烷的化學(xué)結(jié)構(gòu)、用途和生產(chǎn)工藝；隨后闡述了催化劑的選擇標準和MCM-41材料的優(yōu)勢；然后詳細介紹了MCM-41材料的改性方式及其對催化性能的影響；最后對MCM-41催化二甲基二氯硅烷合成的反應(yīng)機理進行了探討。結(jié)果表明，改性MCM-41催化合成二甲基二氯硅烷具有反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)率高、催化劑易回收等優(yōu)點，是一種非常有前途的合成方法。關(guān)鍵詞：MCM-41；改性；催化劑；歧化甲基三氯硅烷；二甲基二氯硅烷引言：二甲基二氯硅烷是一種重要的有機硅化合物，被廣泛應(yīng)用于有機合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥、表面活性劑等行業(yè)。目前，工業(yè)上主要采用三氯甲基硅烷/氫氣還原法和氯硅烷/乙醇合成法制備二甲基二氯硅烷，這兩種方法具有反應(yīng)條件苛刻、環(huán)保壓力高、催化劑易中毒、產(chǎn)物單一等缺點。因此，尋求一種高效、環(huán)保的二甲基二氯硅烷制備方法具有重要的意義。近年來，氣相和液相催化技術(shù)在二甲基二氯硅烷的合成領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。與氣相催化相比，液相催化不僅具有反應(yīng)條件溫和、對大分子物質(zhì)催化更有效等優(yōu)點，還具有可控性強、催化劑易于回收等優(yōu)點。而MCM-41材料則是一種有廣泛應(yīng)用的催化材料，在吸附、分離和光催化等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。同時，MCM-41材料的孔口大小和孔結(jié)構(gòu)可通過簡單的合成方法進行控制，因此具有更廣泛的應(yīng)用潛力。基于此，本文對改性MCM-41催化歧化甲基三氯硅烷制備二甲基二氯硅烷的研究進行了綜述，介紹了MCM-41材料的優(yōu)勢、改性方法、催化性能和反應(yīng)機理等方面。一、MCM-41材料的優(yōu)勢MCM-41材料是一種介孔分子篩，其結(jié)構(gòu)由長條形的晶粒組成，其通道和孔徑的大小可以通過調(diào)整模板分子和反應(yīng)條件而得到精確的控制，因此具有以下優(yōu)勢：1、孔壁結(jié)構(gòu)規(guī)整且有官能團可調(diào)控，具有很強的催化性能和選擇性。2、通道大小范圍廣，催化劑分子能在內(nèi)部擴散、反應(yīng)后分離出來。3、通道和孔壁均為無水環(huán)境，對于催化反應(yīng)有利。4、硅酸鹽分子篩具有結(jié)晶性強、機械強度高、催化活性高等優(yōu)點，可通過合成方法進行改性。5、使用壽命長，并可對MCM-41材料進行回收利用。二、改性MCM-41催化二甲基二氯硅烷的研究1、改性方式將未改性的MCM-41通過離子交換或表面修飾來獲得改性MCM-41。離子交換：將進入MCM-41孔道內(nèi)的大離子溶液經(jīng)過離子交換過程，在MCM-41的孔道內(nèi)部形成微咀結(jié)構(gòu)，改善催化劑孔道尺寸和孔道性質(zhì)，提高催化劑的催化活性和選擇性。表面修飾：通過界面反應(yīng)將復(fù)合基團引入框架孔道壁上，與框架骨架親和力產(chǎn)生相互作用，構(gòu)成框架有機功能基團，從而增強了催化劑表面的親水性和親油性，提高了催化劑的活性。2、催化性能改性MCM-41相對于未改性的MCM-41來說，具有更優(yōu)異的催化性能。多項研究表明，改性MCM-41在反應(yīng)溫度下僅需120℃，并可在常溫條件下很好的催化反應(yīng)，因此具有反應(yīng)條件溫和的優(yōu)勢。同時，改性MCM-41的產(chǎn)率更高，達到了98%以上，且催化劑對產(chǎn)物的選擇性也大大提高。由于催化劑孔道和孔壁的規(guī)則性較高，因此對于分子間的擴散和反應(yīng)中間物的生成都具有很好的分子選擇性。3、反應(yīng)機理通過對合成過程中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的監(jiān)控，可以發(fā)現(xiàn)二甲基二氯硅烷的合成經(jīng)過歧化反應(yīng)和消旋反應(yīng)兩個過程。其中，歧化反應(yīng)是指經(jīng)由三氯甲基硅烷繼續(xù)歧化而成的二甲基二氯硅烷和單甲基單氯硅烷；消旋反應(yīng)是指歧化產(chǎn)物得到單一異構(gòu)體的過程，由于催化劑的特性，使得歧化碳硅（C-Si）鍵能有效分離。結(jié)論：本文綜述了MCM-41材料的優(yōu)勢，介紹了改性方式、催化性能和反應(yīng)機理。MCM-41材料具有良好的反應(yīng)條件和產(chǎn)物選擇性，是一種非常有前景