[发明专利]一种高选择性催化剂的结构及其应用

说明书

本发明公开了一种高选择性催化剂的结构及其应用，能够用于PET，PETG等合成中。其具有非常好的催化效率，并且能够避免使用高毒性的重金属离子锑化合物。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，更具体的是一种钛金属配位催化剂。

背景技术

随着我国出口商品越来越多，遇到的欧盟环保问题而导致的纠纷也越来越多。

PET或PETG等聚酯的很大一部分产能都在国内，合成中会用到金属锑化合物作为催化剂，锑化合物是一种非常好的催化剂，但同时具有很大的危害性，进入水体的锑，对藻类产生毒害的浓度始于3.5毫克/升，对鱼类则为12毫克/升。锑的毒性和砷相似，三价锑（SbH3）毒性极强，吸入后会引起溶血和肝、肾障碍、肺水肿。在工厂产生的烟雾会刺激皮肤黏膜，导致皮肤炎、鼻炎、上呼吸道炎，并能引起肿瘤，为致癌的可疑物。

锑化合物被欧盟慢慢禁止使用，因此急需找到一款锑化合物的代替品，下列为金属元素的催化效率表。

从上表看到，钛化合物的催化效率非常高，因此钛化合物被人们使用起来，但是由于其不稳定性，催化产品的同时也催化着分解反应，因此使用受到了极大的限制。

发明内容

为了解决目前市场上钛化合物在催化聚合反应的同时还催化了分解反应，本发明公开了一种高选择性催化剂的结构。

本发明的一种高选择性催化剂，其通式为：

(TiX₄)【P（C₆H₅）₃】₂

作为本发明的进一步方案，一种高选择性催化剂通式中的X优选为卤素。

作为本发明的进一步方案，一种高选择性催化剂通式中的卤素优选为氟元素。在选择各种卤素单质进行反应后，氟气的反应率是最高的，可以达到57%。

作为本发明的进一步方案，一种高选择性催化剂通式中四氟化钛的配位 体选择三苯基膦。在配体方面通过大量筛选而得，最终发现三苯基膦能够让整个 配体出现更好的选择性。其高选择性原理如下所示：

1、(TiX₄)[P(C₆H₅)₃]₂→(TiX₄)⁺[P(C₆H₅)₃]+[P(C₆H₅)₃]^-

2、

3、

作为本发明的进一步方案，上述高选择性原理能够让本发明的催化剂始 终保持在一配位的状态，能够抑制其催化分解反应。

作为本发明的进一步方案，本发明的一种高选择性催化剂(TiX₄)【P（C₆H₅）₃】₂的制备方法为：

（1）反应器内加入金属钛后，在250℃下抽空到表压为-0.10MPa。

（2）撤去真空，向反应器内通入氟气，通气完成后向反应器内输入10mpa压力，在300℃下卤素单质气体和金属钛合成反应生成气态四卤化钛。

（3）反应完成后通过含有干冰颗粒的收集管，固体四卤化钛在收集管壁上凝结，将卤素单质气体清空后得到四卤化钛固体颗粒。

（4）在无水无氧条件下，将1g四卤化钛固体颗粒和50g三苯基膦加入到反应器中，在100℃下反应24小时后得到成品。

作为本发明的进一步方案，本发明的一种高选择性催化剂的用途，其特征在于能够运用到PET等聚酯合成中作为催化剂使用。