一种卡宾金属配合物催化PET醇解的方法

本发明涉及pet降解，具体涉及一种卡宾金属配合物催化pet醇解的方法。

背景技术：

1、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)因其各项良好的性能而被广泛使用。但pet的自然降解时间可达百年，难以通过环境自净的方式去除，而pet产品的用途常常是短期性的，大量废弃塑料的积累已经造成了严重的白色污染和能源浪费。在目前“碳中和”的大背景下，废旧pet回收利用具有重要意义。

2、化学方法回收pet，通常以乙二醇为底物进行pet降解，产物为对苯二甲酸双羟乙酯(bhet)，bhet可用于再生pet，或者其他产品如不饱和聚酯、刚性或柔性聚氨酯等化工中间体或精细化工原料。研究表明，pet醇解过程通常需要过渡金属作为催化剂，其原理是金属中心进攻pet链上的酯基形成碳正离子，进而完成聚酯的逐步降解形成单体。目前已公开报道的催化剂有金属氧化物(cn114591168a)、含氮多环有机物和金属盐双组分催化剂(cn114890898a)、金属介孔材料催化剂(cn115286502a)等等。但仍存在反应温度过高、催化剂不稳定或bhet收率较低等问题。所以开发一种高效稳定的pet醇解催化剂具有十分重要的意义和应用前景。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种以卡宾金属配合物作为催化剂来催化pet醇解的方法，催化效率高且催化剂稳定。

2、一种卡宾金属配合物催化pet醇解的方法，包括如下步骤：以n杂环卡宾金属配合物为催化剂，乙二醇为降解液，于60℃～180℃，醇解pet；其中，所述n杂环卡宾金属配合物的结构式：其中，dipp为2,6-二异丙基苯；r1为-ch2ch3或h，r2为-ch3、-ch2ch3、-ch2ch＝ch2或c6h11；m为过渡金属cu、zn、mn中的一种。

3、进一步地，所述n杂环卡宾金属配合物结构式中，当r1为-ch2ch3时，r2为-ch3、-ch2ch3或-ch2ch＝ch2；当r1为h时，r2为c6h11。

4、进一步地，所述催化剂用量为pet用量的0.5wt％～10wt％；更优选为2wt％～5wt％。

5、进一步地，所述乙二醇与pet用量的质量比为2:1～10:1；更优选为4:1～6:1。

6、进一步地，醇解温度为80℃～100℃，醇解时间为80～100min。

7、本发明中催化pet降解制备bhet的反应流程及机理如下所示：

8、

9、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

10、1)、本案中采用强亲核亲电性的环(烷基)(氨基)卡宾(caacs)作为配体，过渡金属例如cu、zn、mn作为活性中心，所合成的催化剂热稳定性高、结构易调；

11、2)、以该卡宾金属配合物作为催化剂可在温和条件下催化废旧pet醇解再利用的方法；

12、3)、本发明的催化条件较温和，且具有催化效率高以及可循环利用等优点，降低了能耗和时间成本。

技术特征：

1.一种卡宾金属配合物催化pet醇解的方法，其特征在于，包括如下步骤：以n杂环卡宾金属配合物为催化剂，乙二醇为降解液，于60℃～180℃下醇解pet；其中，所述n杂环卡宾金属配合物的结构式为其中，dipp为2,6-二异丙基苯；r1为-ch2ch3或h，r2为-ch3、-ch2ch3、-ch2ch＝ch2或c6h11；m为过渡金属cu、zn、mn中的一种。

2.如权利要求1所述的卡宾金属配合物催化pet醇解的方法，其特征在于，所述n杂环卡宾金属配合物结构式中，当r1为-ch2ch3时，r2为-ch3、-ch2ch3或-ch2ch＝ch2；当r1为h时，r2为c6h11。

3.如权利要求1所述的卡宾金属配合物催化pet醇解的方法，其特征在于，所述催化剂用量为pet用量的0.5wt％～10wt％。

4.如权利要求1所述的卡宾金属配合物催化pet醇解的方法，其特征在于，所述乙二醇与pet用量的质量比为2:1～10:1。

5.如权利要求1所述的卡宾金属配合物催化pet醇解的方法，其特征在于，醇解温度为100℃～140℃，醇解时间为20～120min。

技术总结
本案涉及一种卡宾金属配合物催化PET醇解的方法，以N杂环卡宾金属配合物为催化剂，乙二醇为降解液，于60℃～180℃下醇解PET；其中，所述N杂环卡宾金属配合物的结构式为其中，Dipp为2,6‑二异丙基苯；R<subgt;1</subgt;为‑CH<subgt;2</subgt;CH<subgt;3</subgt;或H，R<subgt;2</subgt;为‑CH<subgt;3</subgt;、‑CH<subgt;2</subgt;CH<subgt;3</subgt;、‑CH<subgt;2</subgt;CH＝CH<subgt;2</subgt;或C<subgt;6</subgt;H<subgt;11</subgt;；M为过渡金属Cu、Zn或Mn。本案的有益效果是本案中合成的催化剂热稳定性高、结构易调；以该卡宾金属配合物作为催化剂可在温和条件下催化废旧PET醇解再利用的方法；本发明的催化条件较温和，且具有催化效率高以及可循环利用等优点，降低了能耗和时间成本。

技术研发人员：周磊,王元有,吴美妍,王彤
受保护的技术使用者：扬州工业职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27