一种对苯二甲酸基离子液体催化剂的制备方法及其在PET降解中的应用

文档序号:27245228发布日期:2021-11-03 19:47阅读:348来源:国知局
一种对苯二甲酸基离子液体催化剂的制备方法及其在PET降解中的应用
一种对苯二甲酸基离子液体催化剂的制备方法及其在pet降解中的应用
技术领域
1.本发明涉及一种对苯二甲酸基离子液体催化剂的制备方法及其在pet降解中的应用,涉及功能化离子液体及废弃资源循环利用领域。


背景技术:

2.聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)具有质量轻、耐水、不易腐蚀、无毒等特点,广泛应用于纺丝、包装、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域。然而废弃pet制品在自然状态下降解缓慢,造成严重的环境污染和资源浪费。废弃pet循环利用技术可有效解决上述问题。
3.目前,废弃pet的回收利用方法主要为物理方法和化学方法。物理回收方法多为“降级回收”,再生pet价值低,且一般只能循环利用一两次。化学回收方法将pet降解为单体或低聚物,可排除回收pet的原料限制,所得产品质量高,用途广泛,且不存在降级处理和回收次数的限制。目前,pet化学回收方法主要有:水解法、甲醇醇解法、乙二醇醇解法以及其他化学解聚方法。
4.水解法降解pet时,在反应后产生大量对环境有害的废酸、废碱,降解工艺不符合当前的可持续发展理念;甲醇醇解法的反应条件苛刻,能量损耗大,不利于大规模工业化生产。乙二醇醇解法反应条件温和,产物对苯二甲酸双羟乙酯(bhet)可直接作为制备pet的原料,反应过程中无有害物质产生,在pet化学回收中具有重要的工业利用价值。
5.离子液体作为一种新兴的绿色环保催化剂,近年来在高分子催化领域发展迅速,尤其在pet醇解方面。
6.中国专利cn102584594a公开了一种cocl
42

/nicl
42

型离子液体催化醇解pet的方法,该催化剂以cocl
42

或nicl
42

为阴离子,以咪唑、吡啶、季膦等为阳离子,在温和条件下催化pet乙二醇醇解。但该类催化剂中含有的金属离子,影响了pet降解产物的纯度,使再生pet色度深,增加产物的后续处理步骤;同时含重金属废水的处理难度大,所需费用高。专利cn104774154a公开了超强碱离子液体催化醇解pet的方法,所用离子液体催化剂的阳离子为c
n+1
dabco
+
、hhmta
+
、hdbu
+
、htbd
+
,阴离子为hcoo

、ch3coo

、c2h5coo

、cl

、hso4‑
等有机或无机酸根离子。该类离子液体可有效催化pet醇解反应,但离子液体合成原料为强酸、碱类物质,对设备腐蚀严重,产生的废液处理困难。专利cn111217700a公开了一种非金属胆碱类离子液体催化醇解pet的方法。该类催化剂不含金属且生物可降解,但其稳定性差,不能实现多次循环利用。


技术实现要素:

7.针对现有技术存在的缺陷或不足,本发明提供了一种对苯二甲酸基离子液体催化剂的制备方法及其在pet降解中的应用。
8.本发明的目的可以通过以下方式实现:
9.以对苯二甲酸为原料制备对苯二甲酸基离子液体催化剂,包括以下步骤:
10.(1)取一定量离子液体,用去离子水配制成一定浓度的离子液体水溶液;
11.(2)将该水溶液以一定流速通过阴离子交换树脂,获得阴离子为氢氧根的离子液体水溶液;
12.(3)按一定量的摩尔比,将上述离子液体水溶液逐滴加入到对苯二甲酸中,在一定温度条件下反应一定时间,获得对苯二甲酸基离子液体粗产物;
13.(4)将上述离子液体粗产物在一定温度下旋转蒸发、真空干燥获得对苯二甲酸基离子液体催化剂。
14.上述的方法中,步骤(1)所述的离子液体的阳离子为烷基咪唑(a)、烷基吡啶(b)、季膦离子(c)、季铵离子(d)中的一种;阴离子为卤素离子;离子液体水溶液的浓度为0.5mol/l

3mol/l。
[0015][0016]
上述的方法中,步骤(2)所述的流速为0.1ml/min

1ml/min;阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂。
[0017]
上述的方法中,步骤(3)所述的摩尔比为离子液体:对苯二甲酸=2:1或1:1;反应温度为0℃

25℃;反应时间为8h

24h。
[0018]
上述的方法中,步骤(4)所述的旋转蒸发温度为60℃

85℃;真空干燥温度为60℃

80℃;真空干燥时间为12h

48h。
[0019]
本发明所述的对苯二甲酸基离子液体可作为催化剂应用于pet的乙二醇醇解反应中,具体方法为:以pet为原料,以乙二醇为溶剂,以上述方法合成的对苯二甲酸基离子液体为催化剂,催化醇解pet。
[0020]
上述的应用中,所述的催化剂用量为原料质量的1%

10%;醇解反应温度为155℃

197℃;反应时间为30min

180min。
[0021]
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
[0022]
(1)本发明所述的离子液体在合成过程中的副产物——水,可通过旋转蒸发和真空干燥的方式去除,合成的离子液体纯度高。且阴离子具有与pet相似的结构,减少了pet醇解反应体系中杂质的引入,提高了降解产物的纯度。使用本发明所述的离子液体进行pet乙二醇醇解,产物bhet直接聚合所得再生pet的色度b值为1.84,满足瓶用食品级pet的国家标准。
[0023]
(2)本发明所述的离子液体可显著提高pet醇解的反应速率,提升产物的收率。在pet乙二醇醇解反应中,产物bhet的结晶收率可达87%以上。
[0024]
(3)本发明所述的离子液体催化剂可重复利用15次以上,并且在循环利用过程中没有显著的失活现象。
附图说明
[0025]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0026]
图1是实施例1制备1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐的1h

nmr谱图。
[0027]
图2是实施例2制备1

丁基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐的1h

nmr谱图。
[0028]
图3是实施例3制备1

丁基

2,3

二甲基咪唑对苯二甲酸盐的1h

nmr谱图。
具体实施方式
[0029]
本发明用以下实施例进行说明,但本发明并不仅限于下述实施例,在不脱离前后所属宗旨的范围下,变化实施都包含在本发明的技术范围内。
[0030]
实施例1
[0031]
本实施例说明1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([emim]2tpa)的制备。
[0032]
首先配制1mol/l的1

乙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐([emim]cl)水溶液,之后将该水溶液以0.2ml/min流速缓慢通过装有阴离子交换树脂的离子交换柱,得到[emim]oh水溶液。按照[emim]oh:对苯二甲酸的摩尔比为2:1的比例,称取适量的对苯二甲酸。将[emim]oh水溶液逐滴加入到对苯二甲酸中,0℃搅拌反应24h。之后在60℃下旋转蒸发去除大量水分,再放入真空干燥箱中60℃下真空干燥24h,获得目标离子液体。
[0033]
实施例2
[0034]
本实施例说明1

丙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([pmim]2tpa)的制备。
[0035]
首先配制0.5mol/l的1

丙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐([pmim]cl)水溶液,之后将该水溶液以1ml/min流速缓慢通过装有阴离子交换树脂的离子交换柱,得到[pmim]oh水溶液。按照[pmim]oh:对苯二甲酸的摩尔比为2:1的比例,称取适量的对苯二甲酸。将[pmim]oh水溶液逐滴加入到对苯二甲酸中,3℃下搅拌反应8h。之后在70℃下旋转蒸发去除大量水分,再放入真空干燥箱中70℃下真空干燥12h,获得目标离子液体。
[0036]
实施例3
[0037]
本实施例说明1

丁基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([bmim]2tpa)的制备。
[0038]
首先配制3mol/l的1

丁基
‑3‑
甲基咪唑氯盐([bmim]cl)水溶液,之后将该水溶液以0.1ml/min流速缓慢通过装有阴离子交换树脂的离子交换柱,得到[bmim]oh水溶液。按照[bmim]oh:对苯二甲酸的摩尔比为2:1的比例,称取适量的对苯二甲酸。将[bmim]oh水溶液逐滴加入到对苯二甲酸中,3℃下搅拌反应24h。之后在80℃下旋转蒸发去除大量水分,再放入真空干燥箱中80℃下真空干燥48h,获得目标离子液体。
[0039]
实施例4
[0040]
本实施例说明1

丁基

2,3

二甲基咪唑对苯二甲酸盐([bmmim]2tpa)的制备。
[0041]
首先配制2mol/l的1

丁基

2,3

二甲基咪唑氯盐([bmmim]cl)水溶液,之后将该水溶液以0.5ml/min的流速缓慢通过装有阴离子交换树脂的离子交换柱,得到[bmmim]oh水溶液。按照[bmmim]oh:对苯二甲酸的摩尔比为2:1的比例,称取适量的对苯二甲酸。将[bmmim]oh水溶液逐滴加入到对苯二甲酸中,25℃下搅拌反应12h。之后在85℃下旋转蒸发去除大量水分,再放入真空干燥箱中80℃下真空干燥24h,获得目标离子液体。
[0042]
实施例5
[0043]
本实施例说明n

丁基吡啶对苯二甲酸盐([bpy]tpa)的制备。
[0044]
首先配制1mol/l的n

丁基吡啶溴盐([bpy]br)水溶液,之后将该水溶液以0.2ml/min的流速缓慢通过装有阴离子交换树脂的离子交换柱,得到[bpy]oh水溶液。按照[bpy]
oh:对苯二甲酸的摩尔比为1:1的比例,称取适量的对苯二甲酸。将[bpy]oh水溶液逐滴加入到对苯二甲酸中,25℃下搅拌反应24h。之后在85℃下旋转蒸发去除大量水分,再放入真空干燥箱中80℃下真空干燥24h,获得目标离子液体。
[0045]
实施例6
[0046]
本实施例说明三丁基甲基铵对苯二甲酸盐([n
1444
]tpa)的制备。
[0047]
首先配制0.5mol/l的三丁基甲基氯化铵([n
1444
]cl)水溶液,之后将该水溶液以0.65ml/min的流速缓慢通过装有阴离子交换树脂的离子交换柱,得到[n
1444
]oh水溶液。按照[n
1444
]oh:对苯二甲酸的摩尔比为1:1的比例,称取适量的对苯二甲酸。将[n
1444
]oh水溶液逐滴加入到对苯二甲酸中,10℃下搅拌反应24h。之后在70℃下旋转蒸发去除大量水分,再放入真空干燥箱中70℃下真空干燥24h,获得目标离子液体。
[0048]
实施例7
[0049]
本实施例说明三丁基乙基膦对苯二甲酸盐([p
2444
]tpa)的制备。
[0050]
首先配制0.5mol/l的三丁基乙基溴化膦([p
2444
]br)水溶液,之后将该水溶液以0.1ml/min的流速缓慢通过装有阴离子交换树脂的离子交换柱,得到[p
2444
]oh水溶液。按照[p
2444
]oh:对苯二甲酸的摩尔比为1:1的比例,称取适量的对苯二甲酸。将[p
2444
]oh水溶液逐滴加入到对苯二甲酸中,2℃下搅拌反应24h。之后在65℃下旋转蒸发去除大量水分,再放入真空干燥箱中65℃下真空干燥24h,获得目标离子液体。
[0051]
实施例8
[0052]
本实施例说明使用1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([emim]2tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解及利用降解产物制备再生pet的方法。
[0053]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g 1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为197℃,冷凝回流反应90min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为100%,单体bhet的收率为87%。
[0054]
以该反应所得bhet为原料,以乙二醇锑为催化剂,制备再生pet。先在氮气气氛、280℃下预聚120min,之后在真空条件下聚合反应150min,获得再生pet,该再生pet的色度b值为1.84。
[0055]
实施例9
[0056]
本实施例说明使用1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([emim]2tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0057]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.05g 1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为197℃,冷凝回流反应90min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为90%,单体bhet的收率为77%。
[0058]
实施例10
[0059]
本实施例说明使用1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([emim]2tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0060]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.35g 1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为197℃,冷凝回流反应90min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为100%,单体bhet的收率为85%。
[0061]
实施例11
[0062]
本实施例说明使用1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([emim]2tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0063]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.50g 1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为197℃,冷凝回流反应90min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为100%,单体bhet的收率为83%。
[0064]
实施例12
[0065]
本实施例说明使用1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([emim]2tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0066]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g 1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为155℃,冷凝回流反应90min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为4%,单体bhet的收率为2%。
[0067]
实施例13
[0068]
本实施例说明使用1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([emim]2tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0069]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g 1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为180℃,冷凝回流反应90min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为60%,单体bhet的收率为55%。
[0070]
实施例14
[0071]
本实施例说明使用1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([emim]2tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0072]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加
入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g 1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为190℃,冷凝回流反应90min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为88%,单体bhet的收率为75%。
[0073]
实施例15
[0074]
本实施例说明使用1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([emim]2tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0075]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g 1

乙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为197℃,冷凝回流反应30min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为49%,单体bhet的收率为34%。
[0076]
实施例16
[0077]
本实施例说明使用1

丙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([pmim]2tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0078]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g 1

丙基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为190℃,冷凝回流反应120min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为98%,单体bhet的收率为73%。
[0079]
实施例17
[0080]
本实施例说明使用1

丁基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐([bmim]2tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0081]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g 1

丁基
‑3‑
甲基咪唑对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为190℃,冷凝回流反应120min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为91%,单体bhet的收率为72%。
[0082]
实施例18
[0083]
本实施例说明使用1

丁基

2,3

二甲基咪唑对苯二甲酸盐([bmmim]2tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0084]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g 1

丁基

2,3

二甲基咪唑对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为190℃,冷凝回流反应120min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰
箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为92%,单体bhet的收率为63%。
[0085]
实施例19
[0086]
本实施例说明使用n

丁基吡啶对苯二甲酸盐([bpy]tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0087]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g n

丁基吡啶对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为197℃,冷凝回流反应180min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为85%,单体bhet的收率为67%。
[0088]
实施例20
[0089]
本实施例说明使用三丁基甲基铵对苯二甲酸盐([n
1444
]tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0090]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g三丁基甲基铵对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为197℃,冷凝回流反应180min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为90%,单体bhet的收率为71%。
[0091]
实施例21
[0092]
本实施例说明使用三丁基乙基膦对苯二甲酸盐([p
2444
]tpa)为催化剂的pet乙二醇醇解的方法。
[0093]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g三丁基乙基膦对苯二甲酸盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为197℃,冷凝回流反应180min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为81%,单体bhet的收率为65%。
[0094]
实施例22
[0095]
本实施例说明催化剂重复使用性能
[0096]
将实施例8中回收得到的离子液体进行重复性使用考察,继续按照实施例8的步骤催化pet乙二醇醇解。实验结果表明,该离子液体在循环使用15次后,催化活性没有发生变化,pet降解率维持在100%,表明该催化剂可以重复回收并循环利用。
[0097]
表1 实施例8中离子液体循环次数和pet降解率数据
[0098]
[0099]
对比例1
[0100]
本对比例说明使用1

乙基
‑3‑
甲基咪唑四氯化钴盐([emim]2cocl4)为催化剂的pet乙二醇醇解及利用降解产物制备再生pet的方法
[0101]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g 1

乙基
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甲基咪唑四氯化钴盐。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为197℃,冷凝回流反应90min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为85%,单体bhet的收率为66%。
[0102]
以该反应所得bhet为原料,以乙二醇锑为催化剂,进行pet的聚合实验。先在氮气气氛、280℃下预聚120min,之后在真空条件下聚合反应150min,获得再生pet,该再生pet的色度b值为7.95。
[0103]
对比实施例8与对比例1,发现利用对苯二甲酸基离子液体催化pet醇解所得bhet制备的再生pet色度b值更低。表明对苯二甲酸基离子液体与传统含金属离子液体相比可减少pet醇解反应体系中杂质的引入,显著提高产物的纯度,体现出本发明的有益效果。
[0104]
对比例2
[0105]
本对比例说明胆碱乙酸催化剂在pet乙二醇醇解中的重复使用性能。
[0106]
以pet颗粒为原料,依次向装有温度计、搅拌子、回流冷凝管的50ml三口烧瓶中加入5.0g pet,20.0g乙二醇和0.25g胆碱乙酸。之后将三口烧瓶置于恒温油浴中,控制反应温度为197℃,冷凝回流反应90min后,趁热过滤分离出未反应的pet原料,并干燥称重。向滤液中加入一定量的水,过滤分离絮状低聚物,将滤液置于冰箱中冷藏,有白色针状晶体析出。之后经过过滤、分离、水洗、干燥后得到白色固体bhet。在此条件下,pet的降解率为88%,单体bhet的收率为78%。
[0107]
之后继续按照上述步骤催化pet乙二醇醇解。实验结果表明,该离子液体在循环使用6次后,pet降解率和产物bhet收率均开始下降。与实施例22相比,说明对苯二甲酸基离子液体催化剂具有更加优异的循环利用性能,体现出本发明的有益效果。
[0108]
表2 对比例2中离子液体循环次数和pet降解率数据
[0109][0110]
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。本领域的技术人员应当理解,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
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