【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及塑料資源化利用，具體涉及一種利用聚烯烴塑料制備支鏈烷烴的方法。
技術介紹
1、塑料是廣泛使用的合成聚合物材料。截至2017年，全球塑料產量激增至83億噸，預計到2050年將超過340億噸。大多數塑料由具有碳-碳主鏈的聚合物制成，其環境耐久性和較低生產成本導致了塑料廢棄物在填埋場和自然環境中大量積累。塑料廢棄物的迅速增加對各種生態系統構成了威脅。因此，開發創新的塑料廢物化學回收和升級利用策略勢在必行。聚乙烯(pe)占全球塑料產量的約25％，但僅有少量聚乙烯廢棄物得到回收。其熱解聚過程(例如在400℃以上的熱解或熱裂解)涉及裂化、異構化、加氫和芳構化等復雜反應，導致有價值產品的選擇性低。近年來，一些領先策略成功地實現了從聚烯烴中選擇性生產單一產品。例如，通過部分聚乙烯脫氫和乙烯復分解反應選擇性地生產丙烯。采用電氣化的時空加熱方法，在遠離平衡態的條件下從聚丙烯生成丙烯。通過串聯化學氧化和生物漏斗，降解聚乙烯生產單一產品聚羥基烷酸酯。
2、支鏈烷烴是具有吸引力的目標產物，不僅是汽油的主要成分，對其辛烷值有顯著影響。傳統工藝(如在高反應溫度(超過400℃)下的石油精煉)通常對支鏈烷烴的選擇性較低。聚乙烯在低溫下能夠直接轉換為液體燃料，利用有機銥配合物和re2o7/γ-al2o3催化劑和石油醚等溶劑的加入，在較溫和的溫度(低于300℃)下進行脫氫、烯烴復分解及加氫等反應。然而，該方法主要生成直鏈烷烴。通過貴金屬催化劑在外加氫氣(200-250℃)下進行的氫解反應，能夠將聚烯烴轉化為烷烴，然而，產物中的支鏈烷烴比例不
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了克服現有技術存在的在聚烯烴塑料制備支鏈烷烴的過程中嚴重依賴貴金屬催化劑和氫氣以及生成的支鏈烷烴選擇性較低的問題，提供一種利用聚烯烴塑料制備支鏈烷烴的方法，該方法采用固體超強酸催化劑與聚乙烯塑料物理混合的固固體系，固體超強酸催化劑可在空氣中穩定存在且便宜易合成，不需要氫氣、溶劑等共反應物的參與，具有可調的結構和適合的酸性位點，不僅在低溫條件下(260-320℃)催化聚乙烯降解，同時也使得汽油產物中支鏈烷烴的選擇性大大提升。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了一種利用聚烯烴塑料制備支鏈烷烴的方法，該方法包括：在惰性氣氛下，將聚烯烴塑料在催化劑的作用下進行催化裂解反應，其中，所述催化劑含有介孔載體和負載在介孔載體上的酸根離子。
3、優選地，所述介孔載體含有第一載體和第二載體，所述第一載體為zro2，所述第二載體為al2o3、sio2、sno2、ceo2和tio2中的至少一種。
4、優選地，所述酸根離子為硫酸根離子。
5、優選地，所述介孔載體和所述酸根離子的質量比為1：(1.04-2.67)。
6、優選地，所述聚烯烴塑料為聚乙烯塑料和/或聚丙烯塑料。
7、優選地，所述方法還包括按照以下步驟制備所述催化劑：
8、(1)將前驅體、檸檬酸、模板劑、鹽酸和乙醇混合并進行第一攪拌，接著進行水熱反應并進行第一干燥，然后進行第一煅燒，得到所述介孔載體；
9、(2)將所述介孔載體進行硫酸化處理并分離出固相進行第二干燥，然后進行第二煅燒，
10、其中，所述前驅體含有第一前驅體和第二前驅體，所述第一前驅體為鋯源，所述第二前驅體為鋁源、硅源、錫源、鈰源和鈦源中的至少一種。
11、優選地，所述模板劑為p123和/或f127。
12、優選地，所述鹽酸的濃度為30wt％-38wt％。
13、優選地，所述前驅體、所述檸檬酸、所述模板劑、所述鹽酸和所述乙醇的用量的質量比為(4-6)g：(0.3-0.6)g：(2-5)g：(1.5-3)g：25ml。
14、優選地，所述水熱反應的條件包括：溫度為70-100℃，時間為20-30h。
15、優選地，所述第一煅燒的條件包括：溫度為500-600℃，時間為4-7h。
16、優選地，所述第二煅燒的條件包括：溫度為500-600℃，時間為4-7h。
17、優選地，所述催化劑和所述聚烯烴塑料的用量的質量比為(0.5-2)：1。
18、優選地，所述硫酸化處理包括：將所述介孔載體和硫酸混合并進行第二攪拌。
19、優選地，所述硫酸的濃度為0.8-1.5mol/l。
20、優選地，所述介孔載體和所述硫酸的用量比為(1.1-1.5)g：20ml。
21、優選地，所述第二攪拌的條件包括：溫度為25-32℃，攪拌速率為400-600rpm，時間為12-24h。
22、優選地，所述催化裂解反應的條件包括：溫度為260-320℃，時間為1-72h。
23、與現有技術相比，本專利技術所述的方法通過采用固體超強酸催化劑，在不需要氫氣、貴金屬的情況下，實現在低溫下催化聚烯烴塑料降解，提高轉化效果，汽油產物(c4-c13)的得率可達65％，其中支鏈烷烴的選擇性高達90％，為解決塑料廢棄物污染提供了一種具有成本效益且實用的解決方案，具有很大潛力在工業中實施。
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1.一種利用聚烯烴塑料制備支鏈烷烴的方法，其特征在于，該方法包括：在惰性氣氛下，將聚烯烴塑料在催化劑的作用下進行催化裂解反應，
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述介孔載體含有第一載體和第二載體，所述第一載體為ZrO2，所述第二載體為Al2O3、SiO2、SnO2、CeO2和TiO2中的至少一種。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述酸根離子為硫酸根離子。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其特征在于，所述介孔載體和所述酸根離子的質量比為1：(1.04-2.67)。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其特征在于，所述聚烯烴塑料為聚乙烯塑料和/或聚丙烯塑料。
6.根據權利要求3-5中任意一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括按照以下步驟制備所述催化劑：
7.根據權利要求1-6中任意一項所述的方法，其特征在于，所述催化劑和所述聚烯烴塑料的用量的質量比為(0.5-2)：1。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述硫酸化處理包括：將所述介孔載體和
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二攪拌的條件包括：溫度為25-32℃，攪拌速率為400-600rpm，時間為12-24h。
10.根據權利要求1-9中任意一項所述的方法，其特征在于，所述催化裂解反應的條件包括：溫度為260-320℃，時間為1-72h。
...【技術特征摘要】
1.一種利用聚烯烴塑料制備支鏈烷烴的方法，其特征在于，該方法包括：在惰性氣氛下，將聚烯烴塑料在催化劑的作用下進行催化裂解反應，
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述介孔載體含有第一載體和第二載體，所述第一載體為zro2，所述第二載體為al2o3、sio2、sno2、ceo2和tio2中的至少一種。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述酸根離子為硫酸根離子。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其特征在于，所述介孔載體和所述酸根離子的質量比為1：(1.04-2.67)。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其特征在于，所述聚烯烴塑料為聚乙烯塑料和/或聚丙烯塑料。<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：韓布興，韓婉瑩，林龍飛，吳海虹，
申請(專利權)人：華東師范大學，
類型：發明
國別省市：
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