System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法技术_技高网
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一种离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法技术

技术编号:40524564 阅读:9 留言:0更新日期:2024-03-01 13:43
本发明专利技术公开了一种离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,涉及废旧资源综合利用和原材料的梯级利用。该方法使用多类绿色离子液体催化剂催化PET甲醇解反应,随后苯硼酸原位捕获生成的乙二醇,经脱水环合形成不同类型的五元环状硼酸酯。本发明专利技术方法的产物为羧酸酯和不同的五元环状硼酸酯。本发明专利技术可用于废旧PET材料的解聚升级,也可用于其他相似聚酯和聚碳酸酯,如聚己二酸乙二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯和聚碳酸丙烯酯也适用于本发明专利技术回收策略,产物为相应的硼酸酯、丁二酸二甲酯和己二酸二甲酯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高选择性pet解聚升级生产对苯二甲酸二甲酯和硼酸酯的方法,涉及废旧资源综合利用和原材料的梯级利用。更具体而言,本专利技术涉及甲醇解聚包含pet的多类聚酯原料和聚碳酸酯的方法,并获得高产率的二元羧酸酯及多种五元环状硼酸酯。


技术介绍

1、pet的化学解聚是通过水解、醇解、胺解或氨解发生的,可选择不同的亲核试剂进攻聚酯中的c=o键。然而,所述化学解聚在一定程度上可以看作为一种单体回收策略,反应中同时产生的乙二醇由于其高沸点的特性很难分离回收,通常被遗弃。但pet的乙二醇单元也同样具有转化为高值化学品的巨大潜质,已经被用于前驱体材料转化为更高附加值的小分子羧酸和轻质烯烃。并且这类耦合反应可促进pet解聚反应平衡正向移动,克服pet解聚不彻底这一瓶颈难题。因此乙二醇单元的创新型循环回收是目前pet解聚领域中亟待解决的重要问题。

2、离子液体是一类不易挥发、热稳定性好、溶解性强的优良绿色催化剂,且具有可设计性,已广泛应用于分离与催化领域。但此类催化剂还并未在pet耦合解聚路径中广泛应用。

3、环状硼酸酯是一种重要的有机硼化合物,由于其官能团相容性好、硼酸衍生物制备工艺简单、硼副产物毒性低等优点,已广泛应用于药物和天然产物的高效构建中。此外,硼酸酯在一些金属催化的交叉偶联反应(如heck和suzuki反应)中表现出比硼酸更好的化学选择性和区域选择性。通常情况下,硼酸酯是通过二醇和硼酸可逆结合得到的,因此可以利用芳基硼酸从废弃的pet中捕获eg组分,从而在解决乙二醇分离问题的同时实现乙二醇的高价值转化。这种高值回收策略有助于pet废弃物分子层面上的完全综合利用,副产物只有水,在一定程度上有助于缓解石油资源的消耗,提升pet废弃物的再生价值。


技术实现思路

1、本专利技术针对pet废塑料解聚和产物定向升级需求,以及现有技术存在的缺点,提供了一种离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法。以pet作为典型代表,该方法使用绿色离子液体催化pet甲醇解反应,由苯硼酸或苯硼酸酐原位捕获生成的乙二醇,经脱水环合形成不同类型的五元环状硼酸酯。

2、本专利技术所采用的具体技术方案如下:

3、一种离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其包括:

4、s1、将粉碎的聚酯类材料、硼酸类原料、离子液体催化剂以及甲醇溶剂置于反应釜中构成反应体系;其中所述聚酯类材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚碳酸丙烯酯、聚己二酸乙二醇酯或聚丁二酸乙二醇酯;所述硼酸类原料为芳基硼酸或苯硼酸酐,所述芳基硼酸为对甲基苯硼酸、4-甲氧基苯硼酸或4-氟苯硼酸;所述离子液体催化剂为咪唑型离子液体[emim][ac]或[bmim][ac],结构式如下:

5、

6、s2、将含有所述反应体系的所述反应釜置于160~200℃解聚温度下进行30~60min的解聚反应,反应完成后降至室温,获得含有二元羧酸酯和芳基硼酸酯的解聚产物。

7、作为优选,所述反应体系中,所述硼酸类原料的加入量与聚酯类材料的摩尔量相同。

8、作为优选,所述反应体系中,所述离子液体催化剂的加入量为所述聚酯类材料的3~10mol%。

9、作为优选,所述反应体系中,所述离子液体催化剂的加入量优选为所述聚酯类材料的5mol%。

10、作为优选,所述反应体系中,所述甲醇溶剂的加入量为3~6ml/mmol聚酯类材料。

11、作为优选,所述聚酯类材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)材质的废弃物。

12、进一步的,所述废弃物形式为pet废弃瓶、pet基质废弃薄膜、pet彩色捆绳。

13、更进一步的,所述废弃物加入反应釜前需预先破碎为厘米级的片状、颗粒或粉末状,可保证废旧pet材料的资源化效果,定向升级高产率得到对苯二甲酸二甲酯和芳基硼酸酯(abe)。

14、作为优选,所述离子液体催化剂优选为[emim][ac]。

15、作为优选,所述解聚温度优选为180℃。

16、本专利技术相对于现有技术而言,具有以下有益效果:

17、(1)本专利技术采用的离子液体催化剂具有高效、绿色的优点,可促进实现60分钟内pet的甲醇解反应及乙二醇的定向升级回收。

18、(2)本专利技术开发的废塑料pet甲醇解聚策略具有反应时间短和催化效率高的优势,可于标准反应条件下实现pet完全转化。该策略适用范围广,废弃pet原料类型多变,各类pet材质的废弃物如:各类pet废弃瓶、pet基质废弃薄膜、pet彩色捆绳及pet无纺布都可以在较短时间内高效完成定向升级转化。

19、(3)本专利技术的pet废塑料基质类材料可以替换为具有相似二醇单元的各类聚酯和聚碳酸酯,如:聚丁二酸乙二醇酯、聚己二酸乙二醇酯和聚丙烯碳酸酯,一定程度上显示出该策略的高适用性范围,进一步拓宽废塑料处理材料领域范围,在保证解聚效率高和反应时间迅速的前提下可以完成相应的转化得到二元羧酸酯和硼酸酯。

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【技术保护点】

1.一种离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述反应体系中,所述硼酸类原料的加入量与聚酯类材料的摩尔量相同。

3.如权利要求1所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述反应体系中,所述离子液体催化剂的加入量为所述聚酯类材料的3~10mol%。

4.如权利要求1所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述反应体系中,所述离子液体催化剂的加入量优选为所述聚酯类材料的5mol%。

5.如权利要求1所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述反应体系中,所述甲醇溶剂的加入量为3~6mL/mmol聚酯类材料。

6.如权利要求1所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述聚酯类材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯材质的废弃物。

7.如权利要求6所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述废弃物形式为聚对苯二甲酸乙二醇酯材质的废弃瓶、基质废弃薄膜、彩色捆绳。

8.如权利要求7所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述废弃物加入反应釜前需预先破碎为厘米级的片状、颗粒或粉末状。

9.如权利要求1所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述离子液体催化剂优选为[Emim][Ac]。

10.如权利要求1所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述解聚温度优选为180℃。

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【技术特征摘要】

1.一种离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述反应体系中,所述硼酸类原料的加入量与聚酯类材料的摩尔量相同。

3.如权利要求1所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述反应体系中,所述离子液体催化剂的加入量为所述聚酯类材料的3~10mol%。

4.如权利要求1所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述反应体系中,所述离子液体催化剂的加入量优选为所述聚酯类材料的5mol%。

5.如权利要求1所述的离子液体催化聚酯解聚升级为羧酸酯和硼酸酯的方法,其特征在于,所述反应体系中,所述甲醇溶剂的加入量为3~6ml/mmol聚酯类材料...

【专利技术属性】
技术研发人员:梅清清张铭浩白月
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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