有机氯硅烷是整个有机硅工业的基础,在铜催化剂存在下硅和氯甲烷由Rochow直接法合成甲基氯硅烷是有机硅单体生产的核心技术。本文研究在固定床反应器中直接法合成甲基氯硅烷的过程中考察催化剂和助催化剂的不同配比的影响规律,采用场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪以及粒径分析仪对催化剂进行表征,分析催化机理,提高二甲基二氯硅烷的选择性和产率。 采用内径10mm气固相催化固定床反应器,以电解铜粉、雾化铜粉、不同方法(湿法、干法)制备的铜粉、纳米铜粉以及其它的几类铜粉为催化剂,由Rochow直接法合成甲基氯硅烷,考察不同类型的铜粉用于直接法的合成效果,并选取适当的助催化剂,比较不同配比的合成效果,对直接法生产甲基氯硅烷的催化剂进行优化。直接法合成的甲基氯硅烷产物是一种复杂的混合物,其中以二甲基二氯硅烷为主,并含有少量的甲基三氯硅烷、三甲基氯硅烷和少量的低沸物和高沸物。通过采用气相色谱,以苯为内标物,用内标校正曲线法,测定产物,可以准确定量以上三种组分。二甲基二氯硅烷的选择性随反应时间呈现先升高后降低的趋势;使用纳米铜粉时,在硅铜锌为10:1:0.25的比例下二甲基二氯硅烷的选择性能够达最高值。 对所用各种铜粉和使用助催化剂反应后不同的反应残渣进行处理,利用场发射扫描电子显微镜和X射线衍射仪以及粒径分析仪对其进行表征。研究表明,电解铜粉和雾化铜粉比表面积比较小,表面又较致密,难以形成活性中心,较难合成产物;比表面积大,表面形貌多蜂窝状或类似多凸凹不平形状的铜粉易形成产生活性中心,能够合成出甲基氯硅烷;加入锡粉形成的触体比未加锡粉的触体在反应后ε相增强,而η相减弱,二甲选择性就随之减小。