CN112898555A - 一种固载双金属催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种固载双金属催化剂及其制备方法和应用。该催化剂通过共价键将新型烯基配体固载到载体上，最终将两种金属配位至主体结构中得到双金属催化剂。本发明制备的催化剂活性高，具有可再回收利用的特点。该催化剂可用于制备低不饱和度、窄分布的聚醚多元醇。

Description

一种固载双金属催化剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于催化剂领域，具体涉及一种固载双金属催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
双金属氰化络合物催化剂被广泛应用于聚醚领域，生产得到的聚醚多元醇具有低不饱和度(0.005～0.008mol/kg)、窄分布(Mw/Mn<1.2)等优点。但是该催化剂在制备过程中会使用六氰合钴酸钾作为原料不可避免地引入钾离子，钾离子对催化剂具有毒化的作用，因此需要使用大量的配体、水或含其他物质的混合溶液多次稀释钾离子至一定的浓度，降低钾离子的毒化作用，水洗后的废液直接排放，存在废水量大及钴离子和锌离子导致废水处理困难的问题，如果通过回收的方式处理则不仅浪费电热能还会占用大量用地面积。另外，现在通用的双金属氰化络合物催化剂残留在聚醚多元醇中，影响聚醚多元醇品质，且回收再利用困难。
因此，开发一种不产生钾离子，不需要大量溶液洗涤，可高效回收的催化剂非常必要。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型可回收的固载双金属催化剂，该催化剂不产生钾离子，不需要大量溶液洗涤，可高效回收。
为实现以上发明目的、达到以上技术效果，本发明采用以下技术方案：
一种双金属催化剂，所述催化剂具有如下结构：
Figure BDA0002921285710000021
其中，所述载体为有序介孔材料，所述M1和M2为锌、铝、锡、钴、铁和镁中的任意两种金属元素。
传统的环氧化合物聚合反应的配位催化剂通常是结构简单的烷氧金属化合物。这类催化剂易与水反应，降低活性。本发明专利的新型配体联苯双酰胺结构能和金属中心形成ONNO-四齿金属螯合物。四个配位原子的环形结构保护了金属中心，另外酰胺氮具有活泼氢，它不仅在稳定金属上起到关键作用，还能通过共振形成具有游离羟基的羟亚胺结构，从而在催化剂激活阶段与起始剂共同活化金属中心，缩短激活时间。
本发明中，所述催化剂的载体选自二氧化硅、硅胶、硅酸镁和SBA-15中的一种或多种，优选SBA-15。
本发明的另一目的在于提供一种双金属催化剂的制备方法。
一种双金属催化剂的制备方法，该制备方法包含下述步骤：
S1：将对溴联苯二乙酰胺与乙烯基三氟硼酸钾通过SUZUKI偶联接入双键，得到配体L；
S2：将L固载到活化后的载体得到催化剂前体C1；
S3：将C1与金属盐反应并处理后得到双金属催化剂产品C2。
示例性的，上述制备方法为：
S1：将对溴联苯二乙酰胺与乙烯基三氟硼酸钾通过SUZUKI偶联接入双键，得到新型配体；
Figure BDA0002921285710000031
S2：将S1的产物固载到活化后的多孔材料得到催化剂前体；
Figure BDA0002921285710000032
S3：将S2的产物与金属盐反应得到双金属催化剂粗品。
Figure BDA0002921285710000033
本发明中，S1中所述的SUZUKI偶联采用钯催化剂，在有机溶剂、碱性环境中进行；优选地，所述钯催化剂选自醋酸钯、四(三苯基磷)钯、二苯基磷二氯化钯、1,1-二苯基磷二茂铁二氯化钯中的一种或多种；优选地，所述有机溶剂为醚和/或甲苯，其中，醚选自1,4-二氧六环、THF和乙醚中的一种或多种；优选地，获得所述碱性环境，采用碳酸钠、碳酸钾、三乙胺和碳酸铯中的一种或多种。
本发明中，S1中的反应条件为温度90～120℃、反应时间12h～24h，优选反应温度90～100℃、时间12h～15h；优选地，对溴联苯二乙酰胺与乙烯基三氟硼酸钾摩尔比为1:1～1:6，优选1:2～1:4。
本发明中，S2中所述活化后的载体优选为经过巯丙基三甲氧基硅烷巯基化处理的多孔材料。
本发明中，S2中所述的活化载体的条件为温度60～100℃、反应时间5h～24h，优选反应温度60～80℃、时间6h～8h；优选地，载体、THF、巯丙基三甲氧基硅烷三者的质量比为1:(30～40):(3～5)，优选1:(30～35):(3～4)。
本发明中，S2中所述负载的反应条件为温度90～150℃、反应时间5h～24h，优选反应温度110～120℃、时间6h～8h；优选地，S1产物与活化的载体质量比为1:(3～6)，优选1:(3～4)。
本发明中，S3中所述的金属盐为路易斯酸，优选氯化锌、氯化铝、氯化锡、氯化钴、氯化铁和氯化镁中的任意两种；优选地，两种盐的质量比为1:1～1:4，优选1:2～1:3。
本发明中，S3中的反应条件为温度70～100℃、反应时间2h～12h，优选反应温度70～80℃、时间2h～4h；S2产物与两种盐的质量比为1:(0.5～10):(0.5～10)，优选1:(0.5～2):(0.5～2)。
本发明的又一目的在于提供一种聚醚多元醇的制备方法。
一种聚醚多元醇的制备方法，采用上述的催化剂，或采用上述的催化剂制备方法获得的催化剂。
本发明中，所述聚醚多元醇的制备方法以分子量大于400g/mol的聚醚作为起始剂，以环氧丙烷为单体。本领域公知，起始剂的分子量一般小于10,000。
本发明中，所述聚醚多元醇的制备方法控制反应温度100～180℃，优选120～140℃，压力0.1～0.6MPa，优选0.1～0.3MPa。
本发明的再一目的在于提供一种聚醚多元醇。
一种聚醚多元醇，采用所述的催化剂、或采用所述的催化剂制备方法获得的催化剂、或采用所述的聚醚多元醇的制备方法制备获得。
本发明中所述压力均为表压。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
1)本发明催化剂中不含使催化剂中毒的钾离子。
2)本发明的优选方案通过将催化剂固载到SBA-15多孔材料中可实现催化剂的回收再利用，制备得到的聚醚多元醇中不含氰基。
3)本发明的催化剂活性高，制备的聚醚多元醇具有窄分布(分子量分布PDI为1.02-1.03)、粘度低(市售催化剂及本发明催化剂制备的相同分子量的聚醚粘度分别为340cp和270cp)的优点。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明所提供的技术方案予以进一步地说明，但本发明不限于所列出的实施例，还包括在本发明权利范围内其它任何公知的改变。
利用高分辨质谱(Waters Xevo G2 QTof)测试制备产品的分子量，制样方法为取少量样品溶解在甲醇或乙腈中测试；利用BOEN326985凝胶渗透色谱仪测试制备产品的分子量分布(PDI)；利用NDJ-79旋转式粘度计测试制备产品的粘度；利用MB3600-CH20羟值分析测试仪测定产品的羟值；利用日本京都电子公司KEM-自动电位滴定仪AT-510测试产品的不饱和度。实施例和对比例中涉及到的羟值测试参照GB/T 12008.3-2009塑料聚醚多元醇第3部分：羟值的测定进行测试；不饱和度参照GB/T12008.6-2010塑料聚醚多元醇第6部分：不饱和度的测定进行测试。
色谱柱为硅胶柱(粗孔，200-300目)。
主要原料信息：
三乙胺采购于天津市科密欧有限公司、THF采购于安耐吉化学、4-对溴联苯二乙酰胺采购于安耐吉化学、乙烯基三氟硼酸钾采购于大连联化化学有限公司、四(三苯基磷)钯采购于上海源叶生物科技有限公司、二氯甲烷采购于天津市科密欧有限公司、石油醚采购于天津市科密欧有限公司、巯丙基三甲氧基硅烷采购于上海源叶生物科技有限公司、SBA-15采购于上海甄准生物科技有限公司、乙醇采购于天津市科密欧有限公司、甲苯采购于天津市科密欧有限公司、氯化铝采购于淄博旭银化工有限公司、氯化锌采购于天津致远化学有限公司、聚丙三醇醚采购于江苏豪隆化工有限公司、环氧丙烷采购于淄博旭银化工有限公司、二氧化硅采购于天津高科新材料科技有限公司。以上试剂均为分析纯。其中有序介孔材料SBA-15是一种具有较大、均一孔道直径的分子筛。
实施例1
1.双金属催化剂的合成：
1)将0.2mol三乙胺溶于盛有30mL THF的100mL单口烧瓶中，再分别加入0.1mol 4-对溴联苯二乙酰胺与0.3mol乙烯基三氟硼酸钾，在N2氛围下加入0.0006mol四(三苯基磷)钯后升温至90℃反应12h，冷却至室温，漏斗过滤并用30ml CH2Cl2冲洗，滤液分别用100mlCH2Cl2和50ml盐水萃取；旋蒸CH2Cl2得到粗产物；用二氯甲烷/石油醚(1:5，体积比)作为淋洗剂经色谱柱分离得0.095mol固体产物。
2)活化SBA-15：将30g SBA-15、900gTHF和90g巯丙基三甲氧基硅烷(质量比为1:30:3)依次加入到2L三口烧瓶中，在70℃下加热搅拌冷凝回流6h后，冷却至常温抽滤，滤饼用100ml乙醇溶液冲洗，然后再用100ml蒸馏水冲洗至滤液pH＝7，滤饼在100℃下干燥2h后得到活化后的SBA-15 100g。
负载：将30g步骤1)的产物与100g活化的SBA-15混合，以30ml甲苯为溶剂，110℃下回流反应6h，反应结束后用50ml乙醇清洗，再通过减压蒸馏除去挥发性成分，即得产物125g。
3)70℃下，将步骤2)产物125g加入到含有300ml无水THF、62.5g氯化铝和62.5g氯化锌的溶液中，反应2h，过滤后采用100ml乙醇洗涤得到催化剂粗品150g。
将催化剂粗品使用50ml去离子水清洗，放置于50℃的真空烘箱中4h，得到147g催化剂产品。
2.聚醚多元醇的合成：
1)将600g分子量为600g/mol的聚丙三醇作为起始剂与上述双金属催化剂混合，升温至100℃，搅拌至物料分散均匀，保持温度100℃，抽真空环境下搅拌脱水2h；
2)升温至130℃，加入起始剂质量的10％的环氧丙烷60g，观察压力变化；
3)压力下降至初始压力一半的时间为3min，向反应容器中加入570g环氧丙烷，反应过程中控制反应温度130℃，压力0.2MPa(按表压计)。反应至压力不再降低，得到聚醚多元醇产物。
实施例2
1双金属催化剂的合成：
1)将0.2mol三乙胺溶于盛有30mL THF的100mL单口烧瓶中，再分别加入0.1mol 4-对溴联苯二乙酰胺与0.2mol乙烯基三氟硼酸钾，在N2氛围下加入0.0006mol四(三苯基磷)钯后升温至100℃反应12h，冷却至室温，漏斗过滤并用30ml CH2Cl2冲洗，滤液分别用100mlCH2Cl2和50ml盐水萃取；旋蒸CH2Cl2得到粗产物；用二氯甲烷/石油醚(1:5，体积比)作为淋洗剂经色谱柱分离得0.093mol固体产物。
2)活化SBA-15：将30g SBA-15、1050g THF和0.47mol巯丙基三甲氧基硅烷(质量比为1:35:3)依次加入到2L三口烧瓶中，在80℃下加热搅拌冷凝回流7h后，冷却至常温抽滤，滤饼用100ml乙醇溶液冲洗，然后再用100ml蒸馏水冲洗至滤液pH＝7，滤饼在100℃下干燥2h后得到活化后的SBA-15 100g。
负载：将25g步骤1)的产物与100g活化的SBA-15混合，以30ml甲苯为溶剂，120℃下回流反应8h，反应结束后用50ml乙醇清洗，再通过减压蒸馏除去挥发性成分，即得产物120g。
3)80℃下，将步骤2)产物120g加入到含有300ml无水THF、120g氯化铝和120g氯化锌的溶液中，反应2h，过滤后采用100ml乙醇洗涤得到催化剂粗品200g。
4)将催化剂粗品使用50ml去离子水清洗，放置于50℃的真空烘箱中4h，得到196g催化剂产品。
2.聚醚多元醇的合成：
1)将600g分子量为600g/mol的聚丙三醇作为起始剂与上述双金属催化剂混合，升温至100℃，搅拌至物料分散均匀，保持温度100℃，抽真空环境下搅拌脱水2h；
2)升温至130℃，加入起始剂质量的10％的环氧丙烷60g后观察压力变化；
3)压力下降至初始压力一半的时间为2.5min，向反应容器中加入590g环氧丙烷，反应过程中控制反应温度135℃，压力0.1MPa(按表压计)。反应至压力不再降低，得到聚醚多元醇产物。
实施例3
1.双金属催化剂的合成：
1)将0.2mol三乙胺溶于盛有30mL THF的100mL单口烧瓶中，再分别加入0.1mol 4-对溴联苯二乙酰胺与0.4mol乙烯基三氟硼酸钾，在N2氛围下加入0.0006mol醋酸钯后升温至90℃反应12h，冷却至室温，漏斗过滤并用30ml CH2Cl2冲洗，滤液分别用100ml CH2Cl2和50ml盐水萃取；旋蒸CH2Cl2得到粗产物；用二氯甲烷/石油醚(1:5，体积比)作为淋洗剂经色谱柱分离得0.096mol固体产物。
2)活化SBA-15：将30g SBA-15、900gTHF和120gl巯丙基三甲氧基硅烷(质量比为1:30:4)依次加入到2L三口烧瓶中，在60℃下加热搅拌冷凝回流8h后，冷却至常温抽滤，滤饼用100ml乙醇溶液冲洗，然后再用100ml蒸馏水冲洗至滤液pH＝7，滤饼在100℃下干燥2h后得到活化后的SBA-15 120g。
负载：将30g步骤1)的产物与100g活化的SBA-15混合，以30ml甲苯为溶剂，110℃下回流反应8h，反应结束后用50ml乙醇清洗，再通过减压蒸馏除去挥发性成分，即得产物125g。
3)70℃下，将步骤2)产物125g加入到含有300ml无水THF、62.5g氯化锡和250g氯化镁的溶液中，反应4h，过滤后采用100ml乙醇洗涤得到催化剂粗品175g。
4)将催化剂粗品使用50ml去离子水清洗，放置于50℃的真空烘箱中4h，得到170g催化剂产品。
2.聚醚多元醇的合成：
1)将600g分子量为600g/mol的聚丙三醇作为起始剂与上述双金属催化剂混合，升温至100℃，搅拌至物料分散均匀，保持温度100℃，抽真空环境下搅拌脱水2h；
2)升温至130℃，加入起始剂质量的10％的环氧丙烷60g，后观察压力变化；
3)压力下降至初始压力一半的时间为3min，向反应容器中加入550g环氧丙烷，反应过程中控制反应温度140℃，压力0.3MPa(按表压计)。反应至压力不再降低，得到聚醚多元醇产物。
实施例4
1.双金属催化剂的合成：
1)将0.2mol三乙胺溶于盛有30mL THF的100mL单口烧瓶中，再分别加入0.1mol 4-对溴联苯二乙酰胺与0.3mol乙烯基三氟硼酸钾，在N2氛围下加入0.0006mol醋酸钯后升温至90℃反应15h，冷却至室温，漏斗过滤并用30ml CH2Cl2冲洗，滤液分别用100ml CH2Cl2和50ml盐水萃取；旋蒸CH2Cl2得到粗产物；用二氯甲烷/石油醚(1:5，体积比)作为淋洗剂经色谱柱分离得0.095mol固体产物。
2)活化二氧化硅：将30g二氧化硅、900gTHF和0.47mol巯丙基三甲氧基硅烷(质量比为1:30:3)依次加入到2L三口烧瓶中，在70℃下加热搅拌冷凝回流6h后，冷却至常温抽滤，滤饼用100ml乙醇溶液冲洗，然后再用100ml蒸馏水冲洗至滤液pH＝7，滤饼在100℃下干燥2h后得到活化后的二氧化硅96g。
负载：将30g步骤1)的产物与96g活化的二氧化硅混合，以30ml甲苯为溶剂，110℃下回流反应6h，反应结束后用50ml乙醇清洗，再通过减压蒸馏除去挥发性成分，即得产物120g。
3)70℃下，将步骤2)产物120g加入到含有300ml无水THF、240g氯化钴和60g氯化铁的溶液中，反应2h，过滤后采用100ml乙醇洗涤得到催化剂粗品210g。
4)将催化剂粗品使用50ml去离子水清洗，放置于50℃的真空烘箱中4h，得到200g催化剂产品。
2.聚醚多元醇的合成：
1)将600g分子量为600g/mol的聚丙三醇作为起始剂与上述双金属催化剂混合，升温至100℃，搅拌至物料分散均匀，保持温度100℃，抽真空环境下搅拌脱水2h；
2)升温至130℃，加入起始剂质量的10％的环氧丙烷60g，后观察压力变化；
3)压力下降至初始压力一半的时间为3.2min，向反应容器中加入520g环氧丙烷，反应过程中控制反应温度120℃，压力0.3MPa(按表压计)。反应至压力不再降低，得到聚醚多元醇产物。
实施例5
1.双金属催化剂的合成：
1)将0.2mol三乙胺溶于盛有30mL THF的100mL单口烧瓶中，再分别加入0.1mol 4-对溴联苯二乙酰胺与0.3mol乙烯基三氟硼酸钾，在N2氛围下加入0.0006mol醋酸钯后升温至90℃反应12h，冷却至室温，漏斗过滤并用30ml CH2Cl2冲洗，滤液分别用100ml CH2Cl2和50ml盐水萃取；旋蒸CH2Cl2得到粗产物；用二氯甲烷/石油醚(1:5，体积比)作为淋洗剂经色谱柱分离得0.095mol固体产物。
2)活化SBA-15：将30g SBA-15、900ml THF和90g巯丙基三甲氧基硅烷(质量比为1:30:3)依次加入到2L三口烧瓶中，在70℃下加热搅拌冷凝回流6h后，冷却至常温抽滤，滤饼用100ml乙醇溶液冲洗，然后再用100ml蒸馏水冲洗至滤液pH＝7，滤饼在100℃下干燥2h后得到活化后的SBA-15 100g。
负载：将30g步骤1)的产物与100g活化的SBA-15混合，以30ml甲苯为溶剂，120℃下回流反应6h，反应结束后用50ml乙醇清洗，再通过减压蒸馏除去挥发性成分，即得产物125g。
3)80℃下，将步骤2)产物125g加入到含有300ml无水THF、250g氯化铝和125氯化锌的溶液中，反应4h，过滤后采用100ml乙醇洗涤得到催化剂粗品220g。
4)将催化剂粗品使用50ml去离子水清洗，放置于50℃的真空烘箱中4h，得到210g催化剂产品。
2.聚醚多元醇的合成：
1)将500g分子量为500g/mol的聚丙三醇作为起始剂与上述双金属催化剂混合，升温至100℃，搅拌至物料分散均匀，保持温度100℃，抽真空环境下搅拌脱水2h；
2)升温至160℃，加入起始剂质量的10％的环氧丙烷30g，后观察压力变化；
3)压力下降至初始压力一半的时间为5min，向反应容器中加入520g环氧丙烷，反应过程中控制反应温度170℃，压力0.6MPa(按表压计)。反应至压力不再降低，得到聚醚多元醇产物。
对比例1
本对比例与上述实施例1-5的区别在于，本对比例在聚醚多元醇的制备中使用的双金属催化剂为市售双金属催化剂，其余条件相同。
1.市售双金属催化剂，采购于常州市弘裕化工有限公司，该公司产品名称为：常州DMC双金属催化剂。双金属元素为锌和钴。
2.聚醚多元醇的合成：
1)将600g分子量为600g/mol的聚丙三醇作为起始剂与上述市售双金属催化剂混合，升温至100℃，搅拌至物料分散均匀，保持温度100℃，抽真空环境下搅拌脱水2h；
2)升温至130℃，加入起始剂质量的10％左右的环氧丙烷60g，后观察压力变化；
3)压力下降至初始压力一半的时间为5min，向反应容器中加入545g环氧丙烷，反应过程中控制反应温度135℃，压力0.2MPa(按表压计)。反应至压力不再降低，得到聚醚多元醇产物。
对实施例1-5所制备的聚醚聚醚多元醇、对比例1制备的聚醚多元醇的结果见表1。
表1测试结果
Figure BDA0002921285710000131
注：催化剂回收通过正压过滤器，5微米滤布实现。
由实施例1-5与对比例1的测试结果可知，相同条件下本发明合成的双金属催化剂激活、总反应时间均小于市售催化剂，其中实施例2制备的催化剂时间最短，即本发明的催化剂活性高于市售催化剂；从PO消耗量及聚醚多元醇的羟值来看，本发明中实施例2方法制备的催化剂催化能力强于本发明的实施例1、3、4、5的催化剂及市售催化剂；从不饱和度及PDI可知，本发明实施例1、2、3、4、5制备的催化剂用于聚醚多元醇得到的关键指标不饱和度和PDI均优于市售催化剂；从粘度值来看，本发明实施例1、2、3、4、5制备的催化剂制备得到的聚醚的粘度优于市售催化剂，其中实施例2方法制备的催化剂制备得到的聚醚的粘度值最低；从催化剂回收率来看，本发明实施例1、2、3、4、5催化剂的回收率均达98％以上，而市售催化剂仅为2％几乎无法回收利用。
本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种双金属催化剂，其特征在于，所述催化剂具有如下结构：
Figure FDA0002921285700000011
其中，所述载体为有序介孔材料，所述M1和M2为锌、铝、锡、钴、铁和镁中的任意两种金属元素。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂的载体选自二氧化硅、硅胶、硅酸镁和SBA-15中的一种或多种，优选SBA-15。
3.一种双金属催化剂的制备方法，所述制备方法制备权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，该制备方法包含下述步骤：
S1：将对溴联苯二乙酰胺与乙烯基三氟硼酸钾通过SUZUKI偶联接入双键，得到配体L；
S2：将L固载到活化后的载体得到催化剂前体C1；
S3：将C1与金属盐反应并处理后得到双金属催化剂产品C2。
4.根据权利要求3所述的催化剂制备方法，其特征在于，S1中所述的SUZUKI偶联采用钯催化剂，在有机溶剂、碱性环境中进行；
优选地，所述钯催化剂选自醋酸钯、四(三苯基磷)钯、二苯基磷二氯化钯、1,1-二苯基磷二茂铁二氯化钯中的一种或多种；
优选地，所述有机溶剂为醚和/或甲苯，其中，醚选自1,4-二氧六环、THF和乙醚中的一种或多种；
优选地，获得所述碱性环境，采用碳酸钠、碳酸钾、三乙胺和碳酸铯中的一种或多种；
优选地，所述对溴联苯二乙酰胺与乙烯基三氟硼酸钾摩尔比为1:1～1:6，优选1:2～1:4。
5.根据权利要求3所述的催化剂制备方法，其特征在于，S2中所述活化后的载体优选为经过巯丙基三甲氧基硅烷巯基化处理。
6.根据权利要求3所述的催化剂制备方法，其特征在于，S3中所述的金属盐为路易斯酸，优选氯化锌、氯化铝、氯化锡、氯化钴、氯化铁和氯化镁中的任意两种；
优选地，S2产物与两种盐的质量比为1:(0.5～10):(0.5～10)，优选1:(0.5～2):(0.5～2)。
7.一种聚醚多元醇的制备方法，所述方法采用权利要求1或2所述的催化剂，或采用权利要求3-6中任一项所述的催化剂制备方法获得的催化剂。
8.根据权利要求7所述的聚醚多元醇制备方法，其特征在于，所述方法以分子量大于400g/mol的聚醚作为起始剂，以环氧丙烷为单体；
和/或，所述聚醚多元醇制备方法控制反应温度100～180℃，优选120～140℃，压力0.1～0.6MPa，优选0.1～0.3MPa。
9.一种聚醚多元醇，采用权利要求1或2所述的催化剂、或采用权利要求3-6中任一项所述的催化剂制备方法获得的催化剂、或采用权利要求7或8所述的聚醚多元醇的制备方法制备获得。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116060010A (zh) * 2023-03-31 2023-05-05 北京宇极科技发展有限公司 引发剂、氟化催化剂以及e-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523386A (en) * 1993-12-23 1996-06-04 Arco Chemical Technology L.P. Plastic foam-supported double metal cyanide catalysts for polyether polyol synthesis
US20030054955A1 (en) * 2001-07-26 2003-03-20 Loewenstein Michael A. Novel method for the preparation of supported bimetallic catalysts
CN107118341A (zh) * 2017-06-19 2017-09-01 于天荣 一种双金属催化剂及其制备方法与应用
CN110898857A (zh) * 2019-12-06 2020-03-24 万华化学集团股份有限公司 一种负载型铂催化剂的制备方法及用途
CN111072948A (zh) * 2019-12-24 2020-04-28 万华化学集团股份有限公司 一种双金属催化剂及其制备方法和在制备聚醚多元醇中的应用
CN111282599A (zh) * 2020-03-25 2020-06-16 万华化学集团股份有限公司 一种负载型铂催化剂的制备方法及其用途

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523386A (en) * 1993-12-23 1996-06-04 Arco Chemical Technology L.P. Plastic foam-supported double metal cyanide catalysts for polyether polyol synthesis
US20030054955A1 (en) * 2001-07-26 2003-03-20 Loewenstein Michael A. Novel method for the preparation of supported bimetallic catalysts
CN107118341A (zh) * 2017-06-19 2017-09-01 于天荣 一种双金属催化剂及其制备方法与应用
CN110898857A (zh) * 2019-12-06 2020-03-24 万华化学集团股份有限公司 一种负载型铂催化剂的制备方法及用途
CN111072948A (zh) * 2019-12-24 2020-04-28 万华化学集团股份有限公司 一种双金属催化剂及其制备方法和在制备聚醚多元醇中的应用
CN111282599A (zh) * 2020-03-25 2020-06-16 万华化学集团股份有限公司 一种负载型铂催化剂的制备方法及其用途

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116060010A (zh) * 2023-03-31 2023-05-05 北京宇极科技发展有限公司 引发剂、氟化催化剂以及e-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的制备方法

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