[发明专利]一种合成聚醚胺的双金属催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明一种合成聚醚胺的双金属催化剂及其制备方法和应用。该催化剂包含载体、第一金属和第二金属，其中，第一金属选自镧、铈、钇中的至少一种元素，第二金属选自银、锡、铟中的至少一种元素；以催化剂的质量为基准，第一金属含量为0.75wt%～5.0wt%，第二金属含量为0.006wt%～0.1wt%。该催化剂用于合成聚醚胺反应中，可显著提高催化剂活性、选择性和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种合成聚醚胺的催化剂及其制备方法，具体涉及一种合成聚醚胺的双金属催化剂及其制备方法，以及在合成聚醚胺中的应用。

背景技术

聚醚胺是一类具有柔软聚醚骨架，由伯胺基或仲胺基封端的聚烯烃化合物。其结构含有至少一个聚亚烷基二醇官能团，这种官能团是影响其性质的关键。聚亚烷基二醇能提高聚醚胺的水溶性，也会影响聚醚胺的熔点及粘度。根据端氨基相连的烃基结构不同，又可以分为芳香族和脂肪族两类。聚醚胺在室温下为浅黄色或无色透明液体，具有粘度低、蒸气压低和伯胺含量高等优点，能溶解于乙醇、脂肪族或芳香族烃类、酮类及水等溶剂中。自20世纪60年代工业化生产以来，人们对其合成方法和应用方式开展了深入研究。由于端氨基良好的反应活性，使得聚醚胺可与多种反应基团作用，其应用领域日益广泛。在聚醚胺合成体系中，催化剂一直是研究开发的热点和重点之一。现阶段，合成聚醚胺的催化剂主要由雷尼型、负载型、晶体型三种组成。催化剂的反应活性、伯胺选择性和使用寿命，直接关系到聚醚胺产品质量及其成本价格等诸多方面。

CN107915836A公开了一种聚醚胺及其制备方法。该制备方法包括，使用骨架镍催化剂和镁铝复合氧化物作为复合催化剂；加入聚醚、胺类化合物和氢气，进行氨化反应；反应产物经气液分离后，液体物料经脱水和脱氨后，与胺类化合物和氢气混合再次进行氨化反应；反应产物冷却，经气液分离后，对液体物料进行脱水和脱氨，即得骨架镍催化剂即为雷尼型催化剂，其反应活性较强，但不易稳定控制且选择性不高，易造成过度反应和积炭失活。镁铝复合氧化物作为助催化剂，虽然有一定的辅助催化效果，但是与骨架镍催化剂之间仅为机械掺混，并没有有机结合，所以辅助催化效果有限。

CN107876098A公开了一种合成聚醚胺的催化剂及其制备方法、应用。该负载型催化剂，包括活性炭载体，以及负载在所述载体上的金属氧化物，其中，负载有金属氧化物的活性炭载体上还含有用于对所述活性炭载体进行表面改性的酰胺氮基团。该方法制备的催化剂，具有一定疏水效果，一定程度上缓解了催化剂失活问题。但是，所述活性炭载体的孔径范围大于100nm，相对于低分子量聚醚胺产品，其过于宽泛，不利于孔道约束限制作用的发挥，即制成后的催化剂对于伯胺产物的选择性有限。此外，普通活性炭载体在负载金属离子过程中，仅是将金属离子引入载体孔道内、外，而非晶格搭配（晶格匹配）方式嵌入，即负载后的金属离子会随着使用周期而流失，造成催化剂使用寿命降低。载体表面的酰胺氮基团虽然可以提高其疏水稳定性，但同时也钝化了载体表面的活性位点，使得载体的催化反应活性削弱。

CN108014821A公开了一种用于合成聚醚胺的催化剂，其包括NbAlO₄载体以及负载在所述载体上的NiO、Au₂O₃和SeO₂活性组分；其中，按催化剂总重计，催化剂中活性组分NiO的含量为1～15wt％，Au₂O₃的含量为0.01～2wt％，SeO₂的含量为0.01～1wt％，NbAlO₄载体通过含铌化合物和氧化铝之间的固态反应而制备。Nb₂O₅的引入能够部分抑制氧化铝再水合的发生，提高催化剂耐水稳定性。但是，生成的NbAlO₄附着到氧化铝表面上，容易在反应阶段与氧化铝脱离，造成催化剂反应活性下降。再者，活性组分中的贵金属Au容易发生氧化、团聚等不利反应，影响其催化活性的发挥。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种合成聚醚胺的双金属催化剂及其制备方法和在合成聚醚胺中的应用。本发明提供的催化剂用于合成聚醚胺反应中，可显著提高催化剂活性、选择性和稳定性。