[发明专利]一种使用双核金属配合物催化剂进行的塑料水解方法

说明书

本发明公开了一种使用双核金属配合物催化剂进行的塑料水解方法。所述塑料水解方法包括以下步骤：在碱性水溶液中，在催化剂条件下，塑料发生水解反应得到单体；所述催化剂包括双核金属配合物，其结构通式为：其中，M₁和M₂表示金属原子，独立地选自Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Ca、Mn、Ru、Pd或Pt，且M₁和M₂两原子间距在之间；L₁‑L₆表示含有一个或两个以上杂元素，且以杂原子为配位原子的有机配体；L₁‑L₆中的杂原子独立地选自N、O、S和P一种或两种以上；X^n‑表示NO₃^–、Cl^–、Br^–、OAc^–、OH^–或SO₄^2–。

技术领域

本发明涉及塑料垃圾处理领域，具体涉及一种使用双核金属配合物催化剂进行的塑料水解方法。

背景技术

在过去几十年中，塑料已渗透到我们生活的方方面面，给我们人类带来了极大方便。但其也存在有害的一面：目前塑料的年产量已超过3.5亿吨，而60％左右塑料一次性使用后被直接填埋或释放到环境中，其降解需要数百年的时间，对于流入海洋的塑料还会进入海洋动物体内，甚至人类的胃肠系统。因此，塑料污染已成为当今世界面临的最紧迫的环境问题之一。

通过化学法将塑料催化转化为单体已被证明是一种绿色环保的有效途径，可实现塑料的高效循环使用。目前降解塑料为单体的化学方法主要有水解、醇解和糖酵解。然而目前这些方法必须依赖高温(190℃)、高压(1.4–2MPa)、浓酸或者高浓度碱液(4–20M)条件才能发生，造成了大量能量的额外输入消耗与设备技术挑战。因此，寻找新型催化剂，实现温和条件下塑料的高效降解是亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用双核金属配合物催化剂进行的塑料水解方法，可以在常压、低温(90℃)和低浓度碱液(0.1M)条件下高效催化转化塑料为高纯度单体，实现塑料的高效循环使用。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种使用双核金属配合物催化剂进行的塑料水解方法，所述塑料水解方法包括以下步骤：

在碱性水溶液中，在催化剂条件下，塑料发生水解反应得到单体；

所述催化剂包括双核金属配合物，其结构通式为：

其中，M₁和M₂表示金属原子，独立地选自Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Ca、Mn、Ru、Pd或Pt等过渡金属，且M₁和M₂两原子间距为M₁和M₂可以相同，也可以不同；

L₁-L₆表示含有一个或两个以上杂元素，且以杂原子为配位原子的有机配体；L₁-L₆中的杂原子独立地选自N、O、S和P等中的一种或两种以上；

X^n-选自NO₃^–、Cl^–、Br^–、OAc^–、OH^–或SO₄^2–等阴离子。

根据本发明的塑料水解方法，优选地，L₁-L₆独立地选自苯酚基团、吡啶基团、吡咯基团、苯胺基团、席夫碱基团、卟啉基团、酞菁基团以及它们的派生物等基团。