【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氨酯的化学降解与回收领域，具体涉及一种用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法及应用。
技术介绍
1、聚氨酯是一种由异氰酸酯与多元醇聚合而成的高分子材料，具有优秀的热力学性能，广泛地应用于家具、汽车内饰、航天航空等领域。聚氨酯泡沫是具有交联结构的发泡材料，常用于沙发、床垫、枕头等日用品中，也是用量最大的聚氨酯材料。由于聚氨酯泡沫化学结构稳定，在自然环境下难以降解，因此废弃聚氨酯泡沫的处理与循环回用技术的开发已成为行业关注的热点问题。而目前主流的处理方法包括物理回收法、焚烧回收能量法和化学降解回收可聚合单体法等，此前两种方法都不可避免地造成资源低值利用或产生大量的co2和氮氧化物等。而化学降解法则可将聚氨酯重新解聚成多元醇而重新用于聚氨酯材料的制备中，因此，开发高效的化学降解回收处理聚氨酯泡沫技术变得极其迫切。
2、目前开发的可实现工业化的聚氨酯材料化学降解法包括：醇解、酸解、水解和醇氨解等，其主要原理是将氨基甲酸酯键分解为羟基，同时将固态泡沫转化为液态回收多元醇。其中，醇解法被认为是最有商业价值的聚氨酯材料降解与回收方法，它利用酯交换的原理，即在温和的降解环境中通过短链二醇取代聚氨酯主链中的聚醚多元醇片段，以实现多元醇的回收。然而，醇解法通常利用氢氧化钠、氢氧化钾等强碱，碳酸钾、氟化钠、丁二胺、二乙醇胺等路易斯碱，或碱金属为催化剂，以实现聚氨酯的高效醇解。但由于氨基甲酸酯键以及脲键都是相对稳定的化学键，因此目前的降解方法为了跨越解离所需要的化学能垒，大多选择在更高的温度下进行。通常，温度过高将使
3、根据ye等人(acs catal.2020,10,4465-4490)的发现，铜和特定的酸碱位点对草酸二甲酯气相加氢制乙二醇表现出显著的催化性能。究其根本，就是载体的路易斯酸(al3+)和中等强碱(mg2+-o2-对)位点作为吸附极化c＝o/c-o基团的活性位点，而活泼气体分子在cu0位点上进行解离吸附。即使在较低的环境温度下，对于脂肪酯的氢化反应，其依旧能保证优异的反应活性。在此启发下，本专利技术可通过多种金属对于氨基甲酸酯基的活化作用，改善醇对聚氨酯软泡的解聚作用，而本催化剂首先通过改善负载的接触面积，将其他金属以原子级分散在载体上，使得此催化剂对于聚氨酯具有较好的催化效率。其次控制多元金属对于酯基的选择性活化作用，在较低的温度下实现高效催化。本专利技术除了对聚氨酯有较好的催化效率，降低了反应温度，而且制备方法简单，设备要求低，经济成本低，可降低聚氨酯回收的工业成本。因此具有较大的创新性以及工业价值。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法以及其在催化降解聚氨酯软泡上的应用，该催化剂的制备方法简单，设备要求低，经济成本低，催化剂对聚氨酯的降解表现出良好的效果。
2、本专利技术提供一种用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，所述制备方法包括：
3、1)将一种或多种金属盐按一定摩尔比溶解于去离子水中混合均匀，得到混合液a；
4、2)将一种或多种碱按一定摩尔比缓慢加入混合液a中，升温并机械搅拌；
5、3)将所得的悬浮液经多次离心洗涤并干燥后得到固体b；
6、4)将干燥后的固体b进行研磨粉碎；待冷却至室温后与铜粉混合，在高温下煅烧；
7、5)待冷却至室温后压碎得到所述以铜为基体与金属氧化物混合的催化剂d。
8、步骤(1)中：
9、所述金属盐包括醋酸锌、醋酸铝、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镁、氯化铝，锰酸钾、醋酸铬等各种金属盐中的一种或多种的组合。
10、所述金属盐为采用以下组合中的一种；
11、组合一：feso4和(ch3coo)2zn；
12、组合二：feso4和(ch3coo)2mg；
13、组合三：alcl3和(ch3coo)2zn；
14、组合四：niso4和alcl3；
15、组合五：mnso4和al2(so4)3；
16、组合六：(ch3coo)2zn和k2cro4。
17、组合一至六中两者的质量比为0.5～2:1。
18、所述金属盐与去离子水的质量比为1:1000～1:3000。
19、步骤(2)中:
20、所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锂、氢氧化钡等碱中的一种或多种的组合。所述碱与金属盐的质量比为1～3:1。
21、所述碱与去离子水的质量比为1：1000～1:3000。
22、所述反应时间为1～3h(最优选2h)，所述升温温度为80～140℃。
23、步骤(3)中:
24、所述洗涤为采用超纯水洗涤2次～3次；所述干燥为将洗涤后固体置于120～170℃的鼓风干燥箱中干燥4～8h(最优选6h)。
25、步骤(4)中:
26、所述煅烧温度为400～700℃，煅烧时间介于3～7h，所述铜粉为高纯铜粉，粒径为100-200目。
27、本专利技术的氧化物负载贵金属单原子催化剂及其制备方法和应用，具有以下有益效果：
28、(1)本专利技术所得催化剂首先以cu作为吸附氢离子的活性位点对酯基(c＝o)、醚键(c-o)进行进攻；其次cu/mo(m为所选的金属元素)作为lewis酸性位点，以p-π共轭效应对酯基(c＝o)、醚键(c-o)中的氧原子进行吸附并极化；于此同时，另一种金属氧化物形成离子对作为中强碱基位点，易与酯基(c＝o)、醚键(c-o)的碳原子上的π*受体轨道相互作用，从而促进了酯基(c＝o)、醚键(c-o)的活化吸附。因此，这种三元催化剂促进了降解剂的活化吸附和对酯键的降解反应。
29、(2)将本专利技术制备的催化剂应用于聚氨酯降解领域，可表现出良好的活性和高温稳定性，具有一定的工业化应用前景。
30、(3)本专利技术制备的催化剂的制备方法所需要的设备简单，降低了设备成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述金属盐为醋酸锌、醋酸铝、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镁、氯化铝，锰酸钾、醋酸铬中的一种或多种的组合。
3.如权利要求1所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述金属盐为采用以下组合中的一种；
4.如权利要求3所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，组合一至六中两者的质量比为0.5～2:1。
5.如权利要求1所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锂、氢氧化钡中的一种或多种的组合。
6.如权利要求1所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述碱与金属盐的质量比为1～3:1。
7.如权利要求1所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特
8.如权利要求1所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中，多次离心洗涤为采用超纯水洗涤2次～3次；干燥为将洗涤后固体置于120～170℃的鼓风干燥箱中干燥4～8h。
9.如权利要求1所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述铜粉的粒径为100-200目，高温下煅烧的条件为：煅烧温度为400～700℃，煅烧时间为3～7h。
10.如权利要求1～9任一项所述的制备方法制备的铜负载三元催化剂在聚氨酯醇解中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述金属盐为醋酸锌、醋酸铝、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镁、氯化铝，锰酸钾、醋酸铬中的一种或多种的组合。
3.如权利要求1所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述金属盐为采用以下组合中的一种；
4.如权利要求3所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，组合一至六中两者的质量比为0.5～2:1。
5.如权利要求1所述用于聚氨酯高效醇解的铜负载三元催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锂、氢氧化钡中的一种或多种的组合。
6.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱逸枫，杜凯明，何荟文，王旭，马猛，陈思，施燕琴，朱雨露，杨帆，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。