「活性碳」活性碳载钯催化反应的PET热裂解

• 来源：快盈iiiq 更新时间：2020-05-08点击：1216次

• 　　活性碳载钯催化反应的PET热裂解。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是不可或缺的原材料，因为它是运用于食品包装材料，电缆线和诊疗专用工具等各行各业的塑胶的主要成分。非常是，PET关键在单一服务项目行业中作为水和炭酸茶饮料的器皿。可是聚对苯二甲酸乙二醇酯的热裂解全过程会造成对身体健康和自然环境危害的多环烃和联苯化合物。因而，应用钯金属催化剂在活性碳上负荷以避免有害物的产生。此次的科学研究我们在PET废弃物的热裂解全过程中应用了活性碳负荷的钯催化剂，以降低由分解反应反映造成的多环烃和联苯化合物。

  

  　　活性碳载钯催化剂材料剖析

  　　活性碳载钯催化剂的高面积归功于活性碳质粒载体。虽然金属材料负载量为5wt%，高面积仍可完成高钯分散度(42%)。己知活性碳具备很高的耐热性，因而在热裂解全过程中绝大多数保存了活性碳的气孔率。图1显示信息了在有和沒有钯催化剂的状况下，由PET热裂解得到的多环烃和联苯化合物的浓度值较为。应用不一样的活性碳载钯催化剂/PET比明确热裂解全过程中金属催化剂的功效。伴随着热裂解溫度的上升，三种种类的多环烃(2-萘苯甲酸，芴酮和三亚苯基)的浓度值提升，这是由于环化反映在较高溫度下更有益地产生了苯环。

  　　聚对苯二甲酸乙二酯的热裂解

  　　与在热裂解全过程中活性碳金属催化剂/PET之比0.01的非金属催化剂对比，三种种类的联苯化合物联苯-4-羧基，对叔苯基和联苯中间的浓度值沒有更有意义的差别。这代表小量的活性碳金属催化剂不容易危害多环烃及其PET热裂解全过程中转化成的联苯化合物的总数。可是，在我们科学研究非金属催化剂与活性碳金属催化剂/PET比例0.05中间的差别时，与在800°C时不开展催化反应热裂解对比，转化成的联苯-4-羧基浓度值减少了79%。除此之外，小约59%的三联苯，制做和p与不应用金属催化剂的PET在700°C时的热裂解对比，与身体健康相关的-叔苯基降低了约30%。这种結果清晰地说明，以0.05的活性碳金属催化剂/PET比开展的热裂解在高溫下导致环构造产生终断。

  　　在活性碳载钯催化反应的PET热裂解全过程中，开环传递函数反映将会根据C–C键破裂在单官能钯位点产生。依据此前的科学研究，活性碳载钯催化剂能够 根据三种体制将开环传递函数反映开展开环传递函数，在该体制中，钯分子与有机物融合并颠倒。在于反映标准和底物，钯金属材料会在环构造中保存或翻转。这类状况会造成环构造的重新排列，并使与钯融合的活性碳产生显著的翻转。氮化合物催化裂解全过程中也会产生自由基反应。高分子材料(比如多环烃和联苯化合物)根据溶血症裂化反映(根据能源)裂化，造成氧自由基和正离子。造成的氧自由基与别的平稳分子结构反映，转化成新的氧自由基和大量的氧自由基。最终，很多的氧自由基互相反映产生平稳的分子结构。钯金属催化剂加快了热氧自由基原理。联苯-4-羧基经氧自由基催化裂解转化成苯并与苯甲酸转化成苯，根据氢原子迁移造成苯甲酸裂化的CC键。这类原理与环构造公式计算反过来。多环化学物质还能够生产制造低氮氧化合物。比如，三亚苯基转换为具备氧自由基的苯和具备氧自由基的联苯，其根据催化裂解进一步裂化产生含苯的氧自由基。在制取更瘦的构造以前，根据酯化从含苯的氧自由基得到环己烷。个人所得的环己烷经开环传递函数反映并酯化，获得己烷。因而，根据裂化和资产重组造成了氡气和低氮氧化合物。因而，在高溫(比如，>600°C)下，根据活性碳载钯催化反应热裂解比非催化反应热裂解造成越来越少的焦碳和大量的CH键。如同见到的图2中，我们可以发觉，丙烯胺化学物质也与多环烃和联苯化合物相近地减少。PET由碳，氢和氧构成。氮原子将会是在可塑性N2氛围中沒有co2或水的状况下热裂解造成的。

  　　热裂解物质剖析

  　　多环化学物质能够 根据可根据PET溶解造成的二种关键化工中间体造成：对苯二甲酸和含苯甲酸的氧自由基。对苯二甲酸根据催化裂解转换为含有氧自由基的二氧化碳，丁二烯和苯。非常是，附连在苯环的酯基是出自的C-C键的均裂转化成。这种氧自由基之一与苯反映转化成含有氧自由基的联苯，剩下的氧自由基与别的苯反映转化成二种种类的三联苯(对三联苯基和邻三联苯基)。这里，Ô-叔苯基能够 根据脱氢进一步转换为三苯基。带有氧自由基的苯甲酸具备2个转换方式。当苯甲酸根据氢化反应与苯反映时，会转化成联苯-2-羧基。根据异构化，联苯-2-羧基能够 变为联苯-4-羧基。除此之外，联苯-2-羧基能够 根据热诱发缩合反应转换为芴酮。另一方式是以具备氧自由基的苯甲酸转化成2-萘甲酚酸。以便生产制造2-萘苯甲酸，从对苯二甲酸得到的丁二烯和乙炔气体与具备氧自由基的苯反映。苯甲酸中的氧自由基与氧原子的反映丁二烯根据脱氢转化成的2H3造成4-乙烯基苯甲酸。能够 根据减掉氢原子得到别的氧自由基。物质4-乙烯基苯甲酸具备一个氧自由基并与乙炔气体同歩转化成含有氧自由基的3,4-二乙烯基苯甲酸。

  　　活性碳载钯催化反应的PET热裂解。在800°C底下活性碳金属催化剂/PET之之比0.05)金属催化剂和沒有一切金属催化剂的状况下PET热裂解的品质均衡。在除400°C之外的全部溫度下，它都显示信息出相近的发展趋势，可造成大量的固态和汽体，并降低液體的造成。非常是，较大 实际效果出現在800°C。这是由于高溫热裂解推动氧自由基原理和催化裂解，而且Pd金属催化剂能够 协助加快金属催化剂位置的开环传递函数反映。得出结论，应用活性碳金属催化剂/PET比例为0.05金属催化剂对PET开展热裂解可加快热裂解油向热裂解汽体(如CO，CH4和H2)的变化。这是由于活性碳载钯催化剂使碳遍布从热裂解油迁移到热裂解汽体。这种体制能够 协助改进吸热反应全过程(比如热裂解)，由于热裂解汽体是易燃的。結果，应用适当的活性碳载钯催化剂将提升废旧塑料处理方式中的热效。

  　　活性碳载钯催化反应的PET热裂解。此项科学研究对含或没有钯的活性碳金属催化剂的具体PET废弃物(即一次性杯子和饮品​​瓶)开展了热裂解。热裂解全过程中产生的有害物(如多环烃和苯化合物)的产生开展抑止。因而，在该反映中应用了活性碳载钯催化剂。将活性碳载钯催化剂/PET比例设置为0.01和0.05(净重标准)，以依据钯的量明确对有害物产生的危害。得出结论，活性碳载钯催化剂/PET比例为0.01催化反应的PET热裂解在多环烃和苯化合物的总数上沒有显着差别。殊不知，活性碳载钯催化剂/PET比例为0.05催化反应的PET热裂解说明了这种中间的明显差别。这代表适当的活性碳载钯催化剂抑止了热裂解全过程中有环烃和苯化合物的产生。该状况是根据氧自由基原理和开环传递函数反映来开展的。此外，活性碳负荷钯催化剂越多，造成的胺类型就越低。全部这种結果均在高过400°C的溫度下显示信息。依据是，此项科学研究能够 用以PET和别的塑胶与金属催化剂(比如Pd金属催化剂)的热裂解，以环境保护的方法改进塑胶废弃物的处理。