回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶液型催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶液型催化剂及其制备方法。溶液型催化剂为由金属氧化物和甲磺酸在乙二醇中反应形成的均一稳定的溶液；制备方法为常温下将金属氧化物与甲磺酸混合搅拌均匀得到白色浊液，标准大气压下将乙二醇加入浊液，再加热搅拌至均一稳定的溶液得到溶液型催化剂。本发明专利技术的制备方法简便且成本低，所得到的催化剂产率高且价格便宜，在高效率回收聚对苯二甲酸乙二醇酯领域具有广阔的应用前景。域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶液型催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种催化剂及其制备方法与应用，尤其是涉及一种回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶液型催化剂制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯因其优良的机械性能和耐化学性能已在多个领域广泛的应用。聚酯材料产量迅猛增长，这就带来了聚酯产品的回收问题。大量的废弃聚酯在自然界中堆积无法被降解的问题，制约着经济的发展，影响着生态环境，如何有效降解并回收聚酯材料是亟需解决问题。
[0003]现今已经被应用于PET塑料降解回收的方法主要分为物理回收和化学回收。物理回收主要包括机械回收与热回收，该类方法在回收PET上有着对其材料本身不可逆转的性能损耗，所得二次PET制品质量直线下降。化学回收方法主要由四个途径实现，水解、醇解、二醇醇解和胺解，四种方法异曲同工，旨在加入反应溶剂，通过化学反应的方法，将PET转变为相应单体。单体重新聚合成PET制品实现升级循环的目的。
[0004]在化学回收方法中，二醇醇解法由于其温和快速的反应条件受到众多科研工作者的关注，其中多使用乙二醇作为反应性溶剂，在常压较低温条件下，实现PET高效降解，转变为对苯二甲酸双羟乙基酯(BHET)单体。并在近几年的不断研究中，逐渐实现了连续性生产的过程，使得PET的降解变得更为高效。然而，二醇醇解过程存在最大的问题仍在于反应活性低，因此，在反应过程中通常需要加入催化剂，通过改变反应所需要的活化能来提高反应活性。因此，开发绿色高活性催化剂成为了可持续回收PET的关键。/>
技术实现思路

[0005]为了克服
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供了一种应用于聚对苯二甲酸乙二醇酯回收的溶液型催化剂及其制备方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术解决其技术问题采用的技术方案如下：
[0007]一、一种回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶液型催化剂：
[0008]所述溶液型催化剂为主要由金属氧化物和甲磺酸在乙二醇中反应形成的均一稳定的溶液。
[0009]所述金属氧化物为氧化锌、氧化钙、氧化镁、氧化钠和氧化钾中的一种，优选为氧化锌。
[0010]所述金属氧化物：甲磺酸：乙二醇的摩尔比为1:0:4～0:1:4。
[0011]二、一种回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶液型催化剂的制备方法，方法包括以下步骤：
[0012]步骤1)常温下，将金属氧化物与甲磺酸混合，搅拌均匀，得到黏稠状的白色浊液；
[0013]步骤2)标准大气压下，将乙二醇加入步骤1)得到的黏稠状的白色浊液中，加热搅拌至均一稳定的溶液，得到所述应用于聚对苯二甲酸乙二醇酯回收的溶液型催化剂。
[0014]所述步骤2)中，加热温度为80℃，加热时间为1h。
[0015]三、溶液型催化剂应用于聚对苯二甲酸乙二醇酯的回收方法：
[0016]所述催化剂加入聚对苯二甲酸乙二醇酯所在的溶液中，对聚对苯二甲酸乙二醇酯解聚反应，得到主要产物为对苯二甲酸双羟乙基酯(BHET)单体及二聚体、其他低聚体等不溶物。
[0017]所述催化剂的质量用量为聚对苯二甲酸乙二醇酯质量的1～10％，优选为5％。
[0018]所述催化剂在应用的解聚反应中加入乙二醇溶剂，乙二醇溶剂用量为聚对苯二甲酸乙二醇酯质量的4～6倍。
[0019]所述解聚反应的反应条件为标准大气压，反应温度为185～195℃，反应时间为2～3h。
[0020]本专利技术的制备方法简便且成本低，所得到的催化剂产率高且价格便宜，在高效率回收聚对苯二甲酸乙二醇酯领域具有广阔的应用前景。
[0021]与
技术介绍
相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术以金属氧化物与甲烷磺酸混合，以乙二醇为溶剂制备的溶液型催化剂，用于催化降解PET，从而得到BHET单体，相较于使用单一的氧化物或甲烷磺酸作为催化剂，混合反应后的催化剂在解聚效率与单体产率上都有明显的提升。最佳实验条件下，实验最有效的氧化物为氧化锌。单独使用氧化锌或甲磺酸的单体产率分别为45％和35.2％，而使用溶液型催化剂的最佳效率可达到86.9％。
[0023]相比其他一些昂贵而又复杂的催化剂，本专利技术在经济性与制备简单的基础特点上，同时实现了PET的高效解聚，单体产率高的目的，更有利于PET解聚向工业化生产的迈进。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0025]本专利技术的实施例如下：
[0026]实施例1：
[0027]在三口烧瓶中加入4.05g氧化锌和12.4g乙二醇搅拌均匀，在常压80℃下加热并机械搅拌1h，待反应时间结束，用胶头滴管取出烧瓶中的混合溶液，存放在透明样品瓶中，即得溶液型催化剂A。具体摩尔比例见表1。
[0028]实施例2
[0029]在三口烧瓶中加入4.05g氧化锌和4.8g甲磺酸，预先搅拌均匀，而后加入9.3g乙二醇，在常压80℃下加热并机械搅拌1h，待反应时间结束，用胶头滴管取出烧瓶中的混合溶液，存放在透明样品瓶中，即得溶液型催化剂B。具体摩尔比例见表1。
[0030]实施例3
[0031]在三口烧瓶中加入4.05g氧化锌和7.2g甲磺酸，预先搅拌均匀，而后加入7.75g乙二醇，在常压80℃下加热并机械搅拌1h，待反应时间结束，用胶头滴管取出烧瓶中的混合溶液，存放在透明样品瓶中，即得溶液型催化剂C。具体摩尔比例见表1。该实例后续被证明为最佳实施例。
[0032]实施例4
[0033]在三口烧瓶中加入4.05g氧化锌和9.6g甲磺酸，预先搅拌均匀，而后加入6.2g乙二醇，在常压80℃下加热并机械搅拌1h，待反应时间结束，用胶头滴管取出烧瓶中的混合溶液，存放在透明样品瓶中，即得溶液型催化剂D。具体摩尔比例见表1。
[0034]实施例5
[0035]在三口烧瓶中加入4.8g甲磺酸和12.4g乙二醇搅拌均匀，在常压80℃下加热并机械搅拌1h，待反应时间结束，用胶头滴管取出烧瓶中的混合溶液，存放在透明样品瓶中，即得溶液型催化剂E。具体摩尔比例见表1。
[0036]实施例6
[0037]在三口烧瓶中加入2.8g氧化钙和7.2g甲磺酸，预先搅拌均匀，而后加入7.75g乙二醇，在常压80℃下加热并机械搅拌1h，待反应时间结束，用胶头滴管取出烧瓶中的混合溶液，存放在透明样品瓶中，即得溶液型催化剂F。具体摩尔比例见表1。
[0038]实施例7
[0039]在单口烧瓶中加入2.0g氧化镁和7.2g甲磺酸，预先搅拌均匀，而后加入7.75g乙二醇，在常压80℃下加热并机械搅拌1h，待反应时间结束，用胶头滴管取出烧瓶中的混合溶液，存放在透明样品瓶中，即得溶液型催化剂G。具体摩尔比例见表1。
[0040]实施例8
[0041]在三口烧瓶中加入3.1g氧化钠和7.2g甲磺酸，预先搅拌均匀，而后加入7.75g乙二醇，在常压80℃下加热并机械搅拌1h，待反应时间结束，用胶头滴管取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶液型催化剂，其特征在于：所述溶液型催化剂为主要由金属氧化物和甲磺酸在乙二醇中反应形成的均一稳定的溶液。2.根据权利要求1所述的一种回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶液型催化剂，其特征在于：所述金属氧化物为氧化锌、氧化钙、氧化镁、氧化钠和氧化钾中的一种。3.根据权利要求1所述的一种回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶液型催化剂，其特征在于：所述金属氧化物：甲磺酸：乙二醇的摩尔比为1:0:4～0:1:4。4.一种回收聚对苯二甲酸乙二醇酯的溶液型催化剂的制备方法，其特征在于，方法包括以下步骤：步骤1)常温下，将金属氧化物与甲磺酸混合，搅拌均匀，得到黏稠状的白色浊液；步骤2)标准大气压下，将乙二醇加入步骤1)得到的黏稠状的白色浊液中，加热搅拌至均一稳定的溶液，得到所述溶液型催化剂。5.根据权利要求4所述的一种应用于聚对苯二甲酸乙二醇酯回收的溶液型催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，加热温度为80℃，加热时间为1h。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张先明，王晓晓，
申请(专利权)人：现代纺织技术创新中心鉴湖实验室，
类型：发明
国别省市：