一种用PET降解的复合型催化剂及其应用

本发明涉及环保，具体涉及一种用pet降解的复合型催化剂及其应用。

背景技术：

1、在现代社会中，随着塑料制品的大量使用和废弃，聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)废弃物的处理成为一个全球性的重要环境问题。现有的pet废弃物处理方法主要包括机械回收、化学回收和焚烧处理等。然而，机械回收过程中pet的降解和杂质混入，导致回收材料质量下降；化学回收虽然能够分解pet，但通常需要高温高压和大量化学试剂，过程复杂且成本高昂；焚烧处理则会产生有害气体，造成二次污染。因此，如何开发一种高效、经济且环保的pet降解方法成为亟待解决的技术问题。

2、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用pet降解的复合型催化剂及其应用，通过优化金属氧化物、金属离子、催化助剂和载体组合，在适宜条件下实现pet的高效降解，生成对苯二甲酸和乙二醇，副产物少，反应稳定且纯度高，避免了机械回收的质量下降、化学回收的高成本复杂操作及焚烧的环境污染，提供了一种经济、环保、高效的pet废弃物处理方案，推动资源循环利用和环境保护，以解决上述背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用pet降解的复合型催化剂，该催化剂包括以下组分：

3、金属氧化物、金属离子、催化助剂和载体，其中所述金属氧化物选自二氧化钛、二氧化硅或氧化铝，所述金属离子选自钴、镍、锌或铁，所述催化助剂为氢氧化钠或氢氧化钾，所述载体为活性炭或沸石。

4、优选的，所述金属氧化物的质量百分比为5-30％，所述金属离子的质量百分比为1-10％，所述催化助剂的质量百分比为1-5％，所述载体的质量百分比为55-93％。

5、优选的，所述金属氧化物为二氧化钛，所述金属离子为钴离子，所述催化助剂为氢氧化钠，所述载体为活性炭。

6、复合型催化剂的制备方法，包括以下步骤：

7、a、将金属氧化物与金属离子混合，得到混合溶液；

8、b、向混合溶液中加入催化助剂，搅拌均匀；

9、c、将载体加入到混合溶液中，继续搅拌，使得混合均匀；

10、d、将混合物干燥并焙烧，得到所述复合型催化剂。

11、5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为2-6小时。

12、优选的，所述焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为2-6小时。

13、复合型催化剂进行pet降解的方法，包括以下步骤：

14、a、将pet废弃物粉碎至粒径为1-5毫米；

15、b、将粉碎后的pet废弃物与所述复合型催化剂混合；

16、c、在150-300℃的温度下进行反应，反应时间为2-10小时，得到降解产物。

17、优选的，所述反应在惰性气体氛围中进行，惰性气体为氮气或氩气。

18、优选的，所述降解产物包括对苯二甲酸、乙二醇和少量的低聚物。

19、一种pet降解产物的回收方法，包括以下步骤：

20、a、将根据权利要求6至8中任一项所述的方法得到的降解产物溶解在水中；

21、b、通过过滤和蒸发，分别回收对苯二甲酸和乙二醇。

22、优选的，通过蒸馏进一步提纯乙二醇，使其纯度达到99％以上。

23、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

24、本发明提供了一种用pet降解的复合型催化剂，克服了现有pet废弃物处理方法中的多重不足，通过选择金属氧化物、金属离子、催化助剂及载体的优化组合，并在适宜的温度和时间条件下进行反应，实现了pet的高效降解，实验结果表明，这些复合型催化剂能够在相对温和的条件下，将pet降解为对苯二甲酸和乙二醇，且副产物低聚物的生成量较少，反应稳定性高，降解产物纯度高，同时，该方法避免了机械回收的材料质量下降、化学回收的高成本和复杂操作，以及焚烧处理的环境污染问题，提供了一种经济、环保且高效的pet废弃物处理方案，有助于推动资源的循环利用和环境保护。

1.一种用pet降解的复合型催化剂，其特征在于，该催化剂包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的复合型催化剂，其特征在于，所述金属氧化物的质量百分比为5-30％，所述金属离子的质量百分比为1-10％，所述催化助剂的质量百分比为1-5％，所述载体的质量百分比为55-93％。

3.根据权利要求2所述的复合型催化剂，其特征在于，所述金属氧化物为二氧化钛，所述金属离子为钴离子，所述催化助剂为氢氧化钠，所述载体为活性炭。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合型催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为300-600℃，焙烧时间为2-6小时。

6.一种利用权利要求1至3中任一项所述的复合型催化剂进行pet降解的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的pet降解方法，其特征在于，所述反应在惰性气体氛围中进行，惰性气体为氮气或氩气。

8.根据权利要求7所述的pet降解方法，其特征在于，所述降解产物包括对苯二甲酸、乙二醇和少量的低聚物。

9.一种pet降解产物的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的回收方法，其特征在于，通过蒸馏进一步提纯乙二醇，使其纯度达到99％以上。