过渡金属氧化物催化剂的制备、表征及催化降解PET的研究

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本文从绿色环保、变废为宝的角度出发,研究易于回收、高效的固体氧化物催化剂,应用于现今社会消费和浪费巨大的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的降解,回收降解产物对苯二甲酸乙二醇酯(BHET),提高废弃聚酯的利用率,实现再生资源的循环利用。(1)以草酸、金属(M=Zn、Ni、Mn)乙酸盐和氢氧化铁为原料,采用不同的原料比、不同的焙烧温度,以流变相前驱物法合成了三种金属铁氧体作为催化剂:锌铁氧体、镍铁氧体、锰铁氧体,通过XRD、TG/DSC、SEM、BET手段等对铁氧体及其前驱物进行表征;(2)以自制的铁氧体催化剂对PET废料进行乙二醇醇解,都达到了很好的效果:在合适的催化条件下,废弃PET都能转化,BHET的降解回收产率也较高;其中锰铁氧体为催化剂时,PET完全降解,BHET回收效果最好,在196℃下反应3h,产率可达79.19%。由于铁氧体具有磁性,反应后的催化剂易回收,经过处理后,可重复用于降解PET;(3)以高锰酸钾、醋酸锰为原料,采用流变相反应法制备MnO2,通过XRD、TG/DSC、SEM、BET等对MnO2进行表征;以二氧化锰催化醇解PET时,在196℃下反应1h,PET完全降解, BHET最高收率为74.28%,在其它反应条件不变时,缩短了降解反应的时间。(4)利用TG/DTG、IR、1HNMR、MS等手段对降解产物进行表征,验证产物为对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)。
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