[發明專利]一種降解塑料垃圾的催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202011520229.X
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112547066A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 開福祥
• 申請（專利權）人: 杭州靖舒新材料有限公司
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J37/10;B01J37/04;B01J37/08;B01J35/10;C10L3/00
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本發明公開了一種降解塑料垃圾的催化劑的制備方法，包括將四水合乙酸鈷和一水合乙酸銅加入到蒸餾水中，加入堿性物質調節pH值，然后加入一水檸檬酸，超聲攪拌，加入乙二醇，移入高壓反應釜中加熱反應，冷卻，過濾，自然晾干；將鈦酸四丁酯加入到無水乙醇和蒸餾水中，然后加入冰醋酸，在室溫下攪拌，加入萘和上一步驟產物靜置老化后，得到凝膠，冷凍干燥，放置在管式爐中，在混合氣體下開始程序升溫，從室溫升溫至一定溫度，保溫一段時間后，再繼續以一定升溫速率升至煅燒溫度，煅燒一段時間后得到所述催化劑。本發明催化劑具有高效的催化降解塑料垃圾性能，催化產生氫氣，其中催化降解產物為含碳化合物。

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，具體涉及一種降解塑料垃圾的催化劑的制備方法。

背景技術

在過去的半個世紀里，塑料的生產和使用不斷增加，給世界帶來了巨量且難以快速降解的垃圾。目前所生產的49億噸塑料垃圾中，大部分都被填埋或者焚燒處理，嚴重污染環境，更糟糕的是，預計到2050年這一數字將增加到120億噸。如何處理這些塑料垃圾，成為人類社會需要共同面對的問題。目前，所有塑料中聚烯烴，聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯的生產，使用和丟棄率最高，因此占所有塑料廢物的一半以上。為了克服如此大量的塑料廢物的問題，研究人員研究了各種方法將這些廢物聚合物轉化為增值產品，例如碳氫燃料，碳納米管(CNT)等。

在過去的十年中，人們越來越關注塑料廢料轉化為合成油混合物的研究，并做出了巨大的努力來提高能源效率并對所得產品進行精確控制。塑料廢物的氣化時產生的氣態產物用于之后的能源燃料，這是由于塑料材料代表了富含氫的能源原料，其中氫含量約為8～14wt％，因此研究人員最近將精力集中在以塑料廢物作為主要原料產生能源氣體，但是許多利用塑料廢物制備能源氣體氫氣時容易產生大量其他氣態和固態廢物，而且這些廢物不能利用，容易造成再次污染。

發明內容

本發明的目的在于提供一種降解塑料垃圾的催化劑的制備方法，其制備方法包括以下步驟：

S1：將四水合乙酸鈷和一水合乙酸銅加入到蒸餾水中，然后加入堿性物質，調節pH值至11～13，然后加入一水檸檬酸，超聲攪拌30～40min，然后加入乙二醇，攪拌10min后移入高壓反應釜中，放置在烘箱中，在140～150℃下反應4～5h，冷卻，過濾，自然晾干。

S2：將步驟S1中的產物研磨成粉末，將鈦酸四丁酯加入到體積比為1:1的無水乙醇和蒸餾水中，然后加入冰醋酸，在室溫下攪拌6～15min，在攪拌過程中依次加入萘和步驟S1中的產物，然后靜置老化10～15h后，得到凝膠，冷凍干燥。

S3：將步驟S2中冷凍干燥后的產物放置在管式爐中，然后開始程序升溫以速率為2～4℃/min從升溫升至400～450℃，保溫1～1.5h，然后繼續以速率為10～20℃/min升溫至700～750℃，煅燒2～3h后得到所述催化劑。

作為優選方案，上述所述的堿性物質為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的任意一種。

作為優選方案，上述所述的四水合乙酸鈷、一水合乙酸銅、一水檸檬酸、蒸餾水和乙二醇的質量體積比為(1～1.2)g:(0.9～1.05)g:(1.5～1.69)g:(26～35)mL:(12～16)mL。

作為優選方案，上述所述的鈦酸四丁酯和冰醋酸的體積比為1～1.6:0.42～0.55。

作為優選方案，上述所述的所述鈦酸四丁酯、萘和步驟S1中的產物的質量比為1:0.3:0.6～2。

作為優選方案，上述所述步驟S3中煅燒過程是在氫氣和氬氣的混合氣體氛圍下進行。

作為更優選方案，上述所述的氬氣和氫氣的混合體積比為75％:25％。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：