钛的二元醇盐制备方法技术

钛的二元醇盐制备方法属于聚酯催化剂领域。方法（一）：将四氯化钛加入二元醇中，加热溶液至沸腾，溶液中会有大量白色固体物产生，停止加热并冷却，过滤，用丙酮洗涤，即可得到抗水解的钛的二元醇盐化合物。方法（二）：将四氯化钛加入二元醇中，加入碱性物质，当溶液呈中性时，停止碱性物质的加入，然后过滤，得到易水解的液体，将此液体蒸馏，产生白色固体物，过滤，用丙酮洗涤，即可得到抗水解的钛的二元醇盐化合物。本发明专利技术所制的钛的二元醇盐化合物，Ｔｉ原子的价态为６，有利于抗水解，水解得到的ＴｉＯ↓［２］粒子，具有高比表面积，晶型完善，具有较高的光催化性能，钛的二元醇化合物对于酯化反应、酯交换反应及缩聚反应均具有较高的催化性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种二元醇盐制备方法，特别是一种，属于聚酯催化剂领域。
技术介绍
二元醇钛盐的制备方法，常见的是金属与醇直接反应法、酯交换法、经典的Nelles(莱尼斯)法、溶胶-凝胶法、电化学法，但合成的钛醇盐，易水解，不稳定，在制备过程中难以得到固体的钛醇盐。将传统钛醇盐用于PTA路线制备聚酯，由于其水解作用，以及缩聚过程中的大量副反应，使聚酯品质严重恶化，表现色相严重泛黄，二甘醇含量上升，熔点下降；由于它的易水解，活性不稳定，催化形成的高分子存在浑浊现象，限制了其在聚酯生产中的应用。经文献检索发现，济南齐鲁化纤集团有限责任公司申请的专利，专利申请号为01115116.1，名称为二元醇钛(VI)化合物及其制备方法和应用，该专利采用易水解的钛(IV)化合物或它们的水解产物与二元醇或含水二元醇直接反应生成凝胶，并通过调整反应体系的温度、压力或通入惰性气体等逐步脱除反应气体中的低分子反应产物，该产物经分离脱色、干燥即得二元钛醇盐，但此法反应步骤较长，条件控制繁琐，但生产的二元钛醇盐达到纳米级，在催化酯化及缩聚反应中表现出显著的催化活性，同时具有光催化性能。
技术实现思路
和具体实施例方式本专利技术针对现有技术的不足和缺陷，提供一种，使其用在酯化、酯交换和缩聚反应中作为催化剂，消除了由传统锑系催化剂带来的环境污染。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术有两种方法方法(一)将四氯化钛加入二元醇中，加热溶液至沸腾，溶液中会有大量白色固体物产生，停止加热并冷却，过滤，用丙酮洗涤，即可得到抗水解的钛的二元醇盐化合物。方法(二)将四氯化钛加入二元醇中，加入碱性物质，到一定程度会有大量铵盐产生，当溶液呈中性时，停止碱性物质的加入，然后过滤，得到易水解的液体，将此液体蒸馏，会有大量白色固体物产生，过滤，用丙酮洗涤，即可得到抗水解的钛的二元醇盐化合物。以下对本专利技术作进一步的描述方法(一)具体步骤如下(1)在保护气氛N2下，加入一定量的二元醇于带有蒸馏的反应器中，并进行强烈的搅拌，并用冰水浴冷却反应器；(2)将四氯化钛缓慢地加入二元醇中，容器内顿时产生大量的白烟，溶液呈浅黄色，保持搅拌一定时间后，移开冰水浴；(3)控制温度进行蒸馏，缓慢地加热溶液至沸腾，随着加热的进行，溶液颜色由浅黄变成无色，当溶液的体积减少到一定程度时，有大量白色固体物产生，停止加热并冷却，过滤，用丙酮洗涤固体产物，即可得到抗水解的钛的二元醇盐化合物。本方法操作简单，但产生氯化氢气体，应注意及时地吸收处理；还有，用此法制备的钛的丁二醇盐固体C8H16O4Ti的粒径特别细，大约3nm左右，很好地分散在溶液中，很难过滤，可通过加入NaOH调节溶液的pH值，粒子便会团聚，沉淀下来，可供过滤，洗涤，表现出较高的催化活性。方法(二)具体步骤如下(1)在保护气氛N2下，加入一定量的二元醇于带有蒸馏的反应器中，并进行强烈的搅拌，并用冰水浴冷却反应器；(2)将四氯化钛缓慢地加入二元醇中，容器内顿时产生大量的白烟，溶液呈浅黄色，保持搅拌一定时间后，移开冰水浴，并缓慢地滴入碱性物质，反应器内又有大量的白烟生成，到一定程度溶液由浅黄色变成白色，有大量铵盐产生，当溶液pH值呈中性时，停止碱性物质的加入，保持搅拌一定时间；(3)过滤，得到粘稠的易水解的液体，将此液体直接蒸馏或减压蒸馏，有大量白色固体物产生，过滤，用丙酮洗涤固体产物，即可得到抗水解的钛的二元醇盐化合物。本方法反应过程较长，但避免了氯化氢气体逸出，用此方法，得不到钛的丁二醇盐固体C8H16O4Ti，而只能制备易水解钛的丁二醇盐溶液，不能形成固体。本专利技术中四氯化钛与二元醇的体积比为1∶6到1∶14，二元醇为乙二醇，丙二醇，丁二醇及通式CnH2n(OH)2的二元醇，其中n为2-6的整数；所用的碱性物质是不含活泼氢的缚酸剂，如三乙胺，吡啶，醇钠；制备的抗水解的钛的二元醇盐化合物，其化学组成或基本结构单元为CnH2nO4Ti，其中n为4-12的偶数；所制备的钛的乙二醇盐C4H8O4Ti是针状的，长度达微米级，直径为纳米级，其余的二醇钛化合物尺度为纳米级；所形成的白色固体，是以CnH2nO4Ti为基本结构，其中n为4-12的偶数，通过螯合配位形成的一维无限长链的化合物，Ti原子的价态为6。本专利技术具有实质性特点和显著进步，本专利技术两种方法所制的钛的二元醇盐化合物，Ti原子的价态为6，通过桥氧原子，连接两个Ti原子，形成了无限的一维链状结构，有利于抗水解，本专利技术制备的钛的二元醇盐，在一定的温度、压力下水解，得到的TiO2粒子，具有高比表面积，晶型完善，具有较高的光催化性能，钛的二元醇化合物对于酯化反应、酯交换反应及缩聚反应均具有较高的催化性能。结合本专利技术的内容提供以下实施例实施例1在带有搅拌器、蒸馏装置的反应器中，加入100ml乙二醇，并进行强烈搅拌和冰水浴冷却；在保护气氛N2下，缓慢加入10ml四氯化钛，搅拌持续20分钟，溶液呈浅黄色，移开冷却装置，加热反应器，直至溶液沸腾，待溶液体积是原来的1/3时，大量白色固体产生，反应时间大约30分钟，静置冷却到常温，过滤，用丙酮洗涤过滤物，直到氯离子含量能满足聚酯生产要求，干燥，即得钛的乙二醇盐固体，呈针状，通过仪器分析，Ti含量为28.57％，经超声分散在乙二醇中，经TEM观察，长度为微米级，直径为纳米级，具有较高的抗水解能力。实施例2在带有搅拌器、蒸馏装置的反应器中，加入100ml乙二醇，并进行强烈搅拌；在保护气氛N2下，快速加入10ml四氯化钛，溶液中有块状的黄色固体生成，溶液呈浅黄色，浑浊，搅拌持续20分钟，加热反应器，在溶液沸腾之前，块状固体会逐渐消失，待溶液体积是原来的1/3时，大量白色固体产生，反应时间大约30分钟，静置冷却到常温，过滤，用丙酮洗涤过滤物，直到氯离子含量能满足聚酯生产要求，干燥，即得钛的乙二醇盐固体，呈针状，通过仪器分析，Ti含量为28.57％，经超声分散在乙二醇中，经TEM观察，长度为微米级，直径为纳米级，具有较高的抗水解能力。实施例3在带有搅拌器、蒸馏装置的反应器中，加入150ml丁二醇，并进行强烈搅拌和冰水浴冷却；在保护气氛N2下，缓慢加入10ml四氯化钛，溶液呈浅黄色，搅拌持续20分钟，移开冷却装置，加热反应器，直至溶液沸腾，待溶液体积是原来的1/5时，溶液发微弱蓝色荧光，并呈乳白色，反应时间大约45分钟，静置冷却到常温，移入烧杯中放置48hr，无沉淀析出，经TEM观察，粒子直径为3nm左右；通过加入NaOH调节pH值，当呈强碱性时，粒子相互团聚，沉淀析出，过滤，洗涤，便得白色钛的丁二醇盐固体。实施例4在带有搅拌器、蒸馏装置的反应器中，加入150ml丁二醇，并进行强烈搅拌和冰水浴冷却；在保护气氛N2下，缓慢加入10ml四氯化钛，溶液呈浅黄色，搅拌持续20分钟，移开冷却装置，加热反应器，直至溶液沸腾，待溶液体积是原来的1/5时，溶液发微弱蓝色荧光，并呈乳白色，反应时间大约45分钟，静置冷却到常温，经TEM观察，粒子直径为3nm左右，加入适量的去离子水，然后采用冷冻干燥，即得白色钛的丁二醇盐固体。实施例5在带有搅拌器、蒸馏装置的反应器中，加入100ml乙二醇，并进行强烈搅拌和冰水浴冷却；在保护气氛N2下，缓慢加入10ml四氯化钛，搅拌持续20分钟，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛的二元醇盐制备方法，其特征在于方法（一）：将四氯化钛加入二元醇中，加热溶液至沸腾，溶液中会有大量白色固体物产生，停止加热并冷却，过滤，用丙酮洗涤，即可得到抗水解的钛的二元醇盐化合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：古宏晨，黄伟，吴越，徐宏，程存康，蔡利强，吴亚妮，李元骥，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]