摘要
聚酯类材料泛指性能优异、用途广泛的工程塑料，主要分为石化基材料如聚碳酸酯，和生物基材料如聚乳酸等。聚酯材料通常应用于纺织、建筑、石化、航空航天等工业领域。其广泛应用的同时带来严峻的环境污染和资源浪费。废旧聚酯材料的回收日益引起人们的广泛关注。聚酯材料的化学回收相比于填埋、焚烧等处理方式可以将其降解为高附加值的化学品。聚酯材料的醇解降解反应条件温和，具有较高的选择性，但需要合适的催化剂进行反应。低共熔溶剂（DESs）具有成产成本低、合成操作简单，无毒不易燃等优点。将DESs固载到合适的载体上，形成固载化DESs，既能保留DESs可生物降解优点，又能增加其易分离并可循环利用的特性。 以氯化胆碱（ChCl）为氢键受体，部分过渡金属氯化物为氢键供体，制备一系列基于ChCl的DESs。并筛选出催化性能较好的ChCl-2ZnCl2为PLA甲醇解的催化剂。通过FT-IR、1HNMR、UPLC-MS及Ram等技术对合成的ChCl-2ZnCl2进行表征，证实ChCl与ZnCl2之间存在相互作用。并对该反应进行单因素考察，确定较佳反应条件。PLA醇解产物采用FT-IR与1HNMR进行结构表征，与标准乳酸甲酯（ML）对比后证明产物为高纯度ML。催化剂的回用实验表明ChCl-2ZnCl2可以被回收，循环使用5次后催化性能无明显下降。根据实验结果与密度泛函（DFT）计算提出ChCl-2ZnCl2催化PLA甲醇解反应可能的的反应机理。此外，动力学研究表明ChCl-2ZnCl2催化PLA甲醇解反应为准一级反应，活化能为28.86kJ·mol-1。 采用物理浸渍法将催化性能较好的ChCl-2ZnCl2固载到高比表面积，高孔隙率的ZIF-8上，制备一系列不同质量比的非均相催化剂ChCl-2ZnCl2@ZIF-8。并将其用作PLA甲醇解催化剂。采用FT-IR、BET、TGA、XRD以及SEM对合成的非均相催化剂进行结构表征，表明ChCl-2ZnCl2已成功固载在ZIF-8上。并对该反应进行单因素考察，确定较佳反应条件。PLA醇解产物采用FT-IR与1HNMR进行结构表征，与标准ML对比后证明产物为高纯度ML。催化剂回用实验表明ChCl-2ZnCl2@ZIF-8可以被回收，循环使用5次后催化性能无明显下降。据实验结果提出ChCl-2ZnCl2@ZIF-8催化PLA甲醇解反应可能的反应机理。此外，动力学研究表明ChCl-2ZnCl2@ZIF-8催化PLA甲醇解反应为准一级反应，活化能为28.51kJ·mol-1。 以ChCl为氢键受体，碱性有机化合物等为氢键供体设计并制备一系列的ChCl型DESs，筛选出催化性能较好的ChCl-4AP。采用溶胶凝胶法将其负载到SiO2上，制备了一系列非均相催化剂ChCl-4AP@SiO2。并将其用作PC甲醇解催化剂。利用FT-IR、XRD、TGA等对ChCl-4AP@SiO2进行表征，证明ChCl-4AP已成功固载到SiO2上。并对该反应进行单因素考察，确定较佳反应条件。PC醇解产物通过FT-IR与1HNMR进行结构表征，与标准双酚A（BPA）证明产物为高纯度BPA。催化剂的回用实验表明ChCl-4AP@SiO2可以被回收，循环使用4次后催化活性略有降低。此外，动力学研究表明ChCl-4AP@SiO2催化PC甲醇醇解反应为准一级反应，活化能为29.82kJ·mol-1。
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