本發(fā)明涉及金屬有機框架材料以及催化氧化領(lǐng)域，具體地說，涉及一種以pet廢塑料為配體來源的mof催化劑的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、塑料為我們的日常生活帶來便利的同時，由于其難于降解的問題，也給環(huán)境帶來了沉重的負擔。隨著對塑料需求的不斷增加，全球塑料年產(chǎn)量超過350億噸，其中pet塑料的年產(chǎn)量就達到了約40萬噸，大量的廢棄塑料往往以垃圾填埋和焚燒等方式處理，僅有3％的廢塑料得到了回收利用。與此同時，苯乙烯作為一種揮發(fā)性有機化合物，對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴重威脅，會對水源、土壤、大氣等造成污染。

2、為解決大量的廢塑料帶來的環(huán)境問題，合理且高效地回收利用pet塑料顯得尤為重要。將廢棄pet作為配體來源制備金屬有機框架(mof)材料，并應(yīng)用于吸附、超級電容器等領(lǐng)域，已被證明是一種有效的策略。cn115960366b公開了一種利用廢棄物pet和不銹鋼洗廢制備mof材料的方法，將酸解后的pet碎片與不銹鋼酸洗廢水混合后經(jīng)過高溫處理得到，所得mof材料在羅丹明吸附方面展現(xiàn)出良好性能。cn1177725155a公開了一種利用pet廢塑料制備mof吸附劑的方法，其首先將pet解聚得到對苯二甲酸，然后通過一鍋法，利用絡(luò)合劑將金屬離子分散到樹脂孔道內(nèi)部，制備mof負載樹脂復(fù)合吸附劑，該吸附劑在剛果紅吸附方面表現(xiàn)出色。盡管已有利用pet制備mof材料的報道，但目前尚沒有將pet作為有機配體來源制備mof催化劑，并將其應(yīng)用于催化烯烴環(huán)氧化轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品的報道。鑒于此，開發(fā)一種以pet為有機配體來源制備mof催化劑的方法，用于催化烯烴環(huán)氧化反應(yīng)，不僅有助于實現(xiàn)污染控制，還能促進廢塑料的高值化回收利用，具有非常重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種利用pet廢塑料為有機配體來源制備mof催化劑的方法。

2、本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種以pet廢塑料為配體來源的mof催化劑的制備方法，包括如下步驟：

4、s1.將pet廢塑料、堿、醇，加入燒瓶中，在180℃下冷凝回流，冷卻后加入去離子水，攪拌均勻得到混合液；

5、s2.將上述混合液過濾，滴加1-10mol/l的h2so4溶液，得到白色沉淀，靜置30分鐘，離心得到白色產(chǎn)物，洗滌、干燥后得到解聚后的對苯二甲酸；

6、s3.將s2得到的對苯二甲酸，與金屬鹽、n,n-二甲基甲酰胺、調(diào)節(jié)劑和去離子水混合均勻后，轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中，在一定溫度下反應(yīng)；

7、s4.反應(yīng)結(jié)束冷卻，經(jīng)過離心分離、洗滌、干燥得到mof催化劑。

8、作為優(yōu)選的，步驟s1中所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化鈣中的一種或幾種；所述醇為甲醇、乙醇、乙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇、苯乙醇中的一種或幾種。

9、作為優(yōu)選的，步驟s1中，醇和pet廢塑料的液固比為2-8:1ml/g，堿和pet廢塑料的質(zhì)量比為0.2-2:1，冷凝回流時間為1-12h。

10、作為優(yōu)選的，步驟s3中，所述金屬鹽為硝酸鉻、硫酸鉻、氯化鈷，硫酸鈷、硝酸鈷、乙酰丙酮鈷、硫酸鈰、硝酸鈰銨、硝酸鋯、硫酸鋯、氯化鋯、氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵、乙酰丙酮鐵鹽和水合物中的一種或幾種。

11、作為優(yōu)選的，步驟s3中所述金屬鹽與對苯二甲酸的摩爾比為0.2-2:1。

12、作為優(yōu)選的，步驟s3中所述的調(diào)節(jié)劑為鹽酸、硝酸、硫酸中的一種或幾種。

13、作為優(yōu)選的，步驟s3中所述的n,n-二甲基甲酰胺與去離子水的的體積比為0-5:1。

14、作為優(yōu)選的，步驟s3中的反應(yīng)溫度為25-180℃，反應(yīng)時間為12-48h。

15、所述mof催化劑在催化烯烴環(huán)氧化中的應(yīng)用。利用所述mof催化劑催化烯烴制備環(huán)氧化物的方法，包括如下步驟：將mof催化劑加入到有機溶劑中，然后加入烯烴、氧化劑，在60-100℃下反應(yīng)2-8h，得到環(huán)氧化物；所述烯烴包括苯乙烯、丙烯、正丁烯、異丁烯、環(huán)己烯或環(huán)丙烯；所述氧化劑為叔丁基過氧化氫、雙氧水、氧氣中的一種或幾種。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

17、本發(fā)明提供一種由廢棄pet制備mof的方法，該方法利用pet解聚得到的對苯二甲酸作為有機配體制備mof催化劑，所得催化劑在400℃以下具有較好的熱穩(wěn)定性，且具有良好的催化烯烴環(huán)氧化為環(huán)氧化物的性能。在pet高效回收的同時實現(xiàn)可揮發(fā)性有機污染物的高值轉(zhuǎn)化，減少環(huán)境污染。本發(fā)明所提供的制備方法不僅操作簡單，成本效益顯著，且能夠支持克級規(guī)模的催化劑生產(chǎn)，是一種廢塑料有效回收與資源化利用的方法。

技術(shù)特征：

1.一種以pet廢塑料為配體來源的mof催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的mof催化劑的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化鈣中的一種或幾種；

3.如權(quán)利要求1所述的mof催化劑的制備方法，其特征在于，步驟s1中，醇和pet廢塑料的液固比為2-8:1ml/g，堿和pet廢塑料的質(zhì)量比為0.2-2:1，冷凝回流時間為1-12h。

4.如權(quán)利要求1所述的mof催化劑的制備方法，其特征在于，步驟s3中，所述金屬鹽為硝酸鉻、硫酸鉻、氯化鈷，硫酸鈷、硝酸鈷、乙酰丙酮鈷、硫酸鈰、硝酸鈰銨、硝酸鋯、硫酸鋯、氯化鋯、氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵、乙酰丙酮鐵鹽和水合物中的一種或幾種。

5.如權(quán)利要求1所述的mof催化劑的制備方法，其特征在于，步驟s3中所述金屬鹽與對苯二甲酸的摩爾比為0.2-2:1。

6.如權(quán)利要求1所述的mof催化劑的制備方法，其特征在于，步驟s3中所述的調(diào)節(jié)劑為鹽酸、硝酸、硫酸中的一種或幾種。

7.如權(quán)利要求1所述的mof催化劑的制備方法，其特征在于，步驟s3中所述的n,n-二甲基甲酰胺與去離子水的的體積比為0-5:1。

8.如權(quán)利要求1所述的mof催化劑的制備方法，其特征在于，步驟s3中的反應(yīng)溫度為25-180℃，反應(yīng)時間為12-48h。

9.權(quán)利要求1所述mof催化劑在催化烯烴環(huán)氧化中的應(yīng)用。

10.一種利用權(quán)利要求1所述mof催化劑催化烯烴制備環(huán)氧化物的方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種以PET廢塑料為配體來源的MOF催化劑的制備方法及應(yīng)用。所述方法為利用解聚PET獲得對苯二甲酸，將其作為制備MOF的有機骨架，再向反應(yīng)體系中加入金屬鹽、有機溶劑以及調(diào)節(jié)劑等，在加熱或常溫條件下進行反應(yīng)。反應(yīng)后通過離心、洗滌、干燥等步驟，最終得到MOF催化劑。所得催化劑在400℃以下具有較好的熱穩(wěn)定性，且具有良好的催化烯烴氧化為環(huán)氧化物的性能。在PET高效回收的同時實現(xiàn)可揮發(fā)性有機污染物的高值轉(zhuǎn)化，減少環(huán)境污染。本發(fā)明所提供的制備方法不僅操作簡單、成本效益顯著，且能夠支持克級規(guī)模的催化劑生產(chǎn)，是一種廢塑料有效回收與資源化利用的方法。

技術(shù)研發(fā)人員：薛燦,余瑩桔,周賢太,王景州
受保護的技術(shù)使用者：中山大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8