一种催化剂及其制备方法和聚乳酸的制备方法技术

本发明专利技术涉及聚乳酸制备技术领域，具体而言，涉及一种催化剂及其制备方法和聚乳酸的制备方法。本发明专利技术的催化剂的制备方法，包括以下步骤：采用碱和含铵根的化合物中的至少一种与酸分别对分子筛进行处理，再将所述处理后的分子筛进行一次焙烧处理，于溶剂中将所述焙烧处理后的分子筛与含锡物质混合浸渍，干燥后进行二次焙烧。本发明专利技术的催化剂可以高度分散活性组分，多孔型载体可以提供适宜的大小的反应空间，减少聚乳酸合成过程中环状副产物得生成。

【技术实现步骤摘要】
一种催化剂及其制备方法和聚乳酸的制备方法
本专利技术涉及聚乳酸制备
，具体而言，涉及一种催化剂及其制备方法和聚乳酸的制备方法。
技术介绍
近年来随着人们环境保护意识的不断增强，研发和使用基于生物基原料衍生的生物可降解聚合物的需求不断增加。在众多的生物可降解高分子中，一方面由于聚乳酸的合成单体乳酸衍生自天然资源，具有可再生性；另一方面，由于聚乳酸本身具有可生物降解性、高生物相容性和高机械强度等特点，被认为是石油基塑料最具价值和潜力的替代品。目前所报道的聚乳酸合成路线有两条，一是由乳酸单体合成其中间产物丙交酯，丙交酯经纯化后，再通过开环聚合得到聚乳酸，例如：直接以分离纯化后的丙交酯为原料，以锌配合物为催化剂，合成聚乳酸，但此合成工艺所涉及的丙交酯较为昂贵，且配合物催化剂合成较为复杂，工艺成本较高；二是由乳酸直接脱水缩聚得到聚乳酸，例如，采用溶剂共沸法制备了较高分子量的聚乳酸，但此工艺在反应过程中涉及了脱水剂、原料、催化剂、共沸溶剂、扩链剂，其杂质较难除去，产物成分复杂，且此工艺对反应真空度要求较高。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种催化剂，以解决现有技术中配合物催化剂难以大量制备，不易于工业化，以及脱水剂、共沸剂、扩链剂等试剂的加入，使反应产物成分本复杂等问题。本专利技术的催化剂可以高度分散活性组分，多孔型载体可以提供适宜的大小的反应空间，减少聚乳酸合成过程中环状副产物得生成。本专利技术的另一个目的在于提供一种所述的催化剂的制备方法，该方法易于操作，工艺简单，成本低廉。本专利技术的另一个目的在于提供一种所述的聚乳酸的制备方法，不需要额外添加脱水剂、共沸剂及扩链剂，反应产物纯度高，颜色白，成分相对单一。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种催化剂的制备方法，包括以下步骤：采用碱和含铵根的化合物中的至少一种与酸分别对分子筛进行处理，再将所述处理后的分子筛进行一次焙烧处理，于溶剂中将所述焙烧处理后的分子筛与含锡物质混合浸渍，干燥后进行二次焙烧。优选地，所述碱的浓度为0.1～4mol/L；优选地，所述酸的浓度为0.5～6mol/L；优选地，所述含铵根的化合物的浓度为0.1～18mol/L；优选地，所述酸、碱和含铵根的化合物分别对分子筛进行处理的时间为30～360min，所述处理的温度为20～100℃；优选地，所述混合浸渍的时间为8～48h；优选地，对所述酸、碱和含铵根的化合物中的任一种处理后的分子筛采用水进行清洗，并进行真空干燥；优选地，在采用酸、碱和含铵根的化合物中的至少两种分别对分子筛进行处理之前，对所述分子筛进行预焙烧处理；优选地，所述预焙烧的温度为400～600℃，所述预焙烧的时间为4～8h；优选地，所述一次焙烧的温度为400～600℃，所述一次焙烧的时间为4～8h；优选地，所述二次焙烧的温度为400～600℃，所述二次焙烧的时间为4～8h；优选地，在搅拌下，将所述含锡物质加入所述焙烧处理后的分子筛的分散液中。优选地，所述分子筛包括ZSM-5分子筛、ZSM-34分子筛和β分子筛中的至少一种；优选地，所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的至少一种；优选地，所述酸包括盐酸、乙酸和柠檬酸中的至少一种；优选地，所述含铵根的化合物包括硝酸铵、硫酸铵、醋酸铵、氯化铵和一水合氨中的至少一种；优选地，所述溶剂包括甲醇、乙醇和水中的至少一种；优选地，所述含锡物质包括锡单质、二水合氯化亚锡、五水氯化锡、辛酸亚锡、氧化锡和氧化亚锡中的至少一种。优选地，所述催化剂的制备方法，依次采用碱、酸和含铵根的化合物对分子筛进行处理；所述碱的浓度为0.1～4mol/L；所述酸的浓度为0.5～6mol/L；所述含铵根的化合物的浓度为2～18mol/L。优选地，所述催化剂的制备方法，先采用碱或含铵根的化合物对分子筛进行处理，再采用酸进行处理；所述酸的浓度为0.5～6mol/L；所述碱的浓度为0.1～4mol/L；所述含铵根的化合物的浓度为0.1～4mol/L。如上所述催化剂的制备方法得到的催化剂。一种聚乳酸的制备方法，包括以下步骤：将乳酸原料和如上所述的催化剂混合反应。优选地，所述反应的温度为140～200℃，所述反应的时间为6～48h；优选地，所述反应的真空度为0.021～0.006MPa；优选地，所述催化剂的添加量为所述乳酸原料质量的0.2％～1％；优选地，所述催化剂分1～6次加入所述乳酸原料中进行混合反应；优选地，所述反应的气氛包括空气、氮气或氩气。优选地，所述乳酸原料包括L-乳酸和/或D-乳酸。优选地，所述乳酸原料进行预除水，所述预除水的温度为80～120℃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的催化剂可以高度分散活性组分，多孔型载体可以提供适宜的大小的反应空间，减少聚乳酸合成过程中环状副产物得生成。(2)本专利技术的催化剂的制备方法，易于操作，工艺简单，成本低廉。(3)本专利技术的所述的聚乳酸的制备方法，不需要额外添加脱水剂、共沸剂及扩链剂，反应产物纯度高，颜色白，成分相对单一。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例得到的聚乳酸的红外光谱图；图2为本专利技术实施例得到的聚乳酸的1HNMR谱图；图3为原始ZSM-5分子筛的SEM图谱；图4为实施例2制备得到的催化剂的SEM图谱；图5为实施例5制备得到的催化剂的SEM图谱。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。根据本专利技术的一个方面，本专利技术涉及一种催化剂的制备方法，包括以下步骤：采用碱和含铵根的化合物中的至少一种分别与酸对分子筛进行处理，再将所述处理后的分子筛进行一次焙烧处理，于溶剂中将所述焙烧处理后的分子筛与含锡物质混合浸渍，干燥后进行二次焙烧。优选地，所述碱的浓度为0.1～4mol/L；优选地，所述酸的浓度为0.5～6mol/L；优选地，所述含铵根的化合物的浓度为0.1～18mol/L；优选地，所述酸、碱和含铵根的化合物分别对分子筛进行处理的时间为30～360min，所述处理的温度为20～100℃。分子筛是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n采用碱和含铵根的化合物中的至少一种与酸分别对分子筛进行处理，再将所述处理后的分子筛进行一次焙烧处理，于溶剂中将所述焙烧处理后的分子筛与含锡物质混合浸渍，干燥后进行二次焙烧。/n

【技术特征摘要】
1.一种催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用碱和含铵根的化合物中的至少一种与酸分别对分子筛进行处理，再将所述处理后的分子筛进行一次焙烧处理，于溶剂中将所述焙烧处理后的分子筛与含锡物质混合浸渍，干燥后进行二次焙烧。


2.根据权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱的浓度为0.1～4mol/L；
优选地，所述酸的浓度为0.5～6mol/L；
优选地，所述含铵根的化合物的浓度为0.1～18mol/L；
优选地，所述酸、碱和含铵根的化合物分别对分子筛进行处理的时间为30～360min，所述处理的温度为20～100℃；
优选地，所述混合浸渍的时间为8～48h；
优选地，对所述酸、碱和含铵根的化合物中的任一种处理后的分子筛采用水进行清洗，并进行真空干燥；
优选地，在采用酸、碱和含铵根的化合物中的至少两种分别对分子筛进行处理之前，对所述分子筛进行预焙烧处理；
优选地，所述预焙烧的温度为400～600℃，所述预焙烧的时间为4～8h；
优选地，所述一次焙烧的温度为400～600℃，所述一次焙烧的时间为4～8h；
优选地，所述二次焙烧的温度为400～600℃，所述二次焙烧的时间为4～8h；
优选地，在搅拌下，将所述含锡物质加入所述焙烧处理后的分子筛的分散液中。


3.根据权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于，所述分子筛包括ZSM-5分子筛、ZSM-34分子筛和β分子筛中的至少一种；
优选地，所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的至少一种；
优选地，所述酸包括盐酸、乙酸和柠檬酸中的至少一种；
优选地，所述含铵根的化合物包括硝酸铵、硫酸铵、醋酸铵、氯化铵和一水合氨中的至少一种；
优选地，所述溶剂包括甲醇、乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦文，秦舒浩，高成涛，沈峥，李佳丽，胡智，
申请(专利权)人：贵州省材料技术创新基地，
类型：发明
国别省市：贵州;52