6

Antimony-Based Catalysts

Ny fibre polyester (PET) no karazana fibre synthetic lehibe indrindra. Ny akanjo vita amin'ny fibre polyester dia mahazo aina, marefo, mora sasana ary haingana maina. Ny polyester koa dia ampiasaina betsaka ho akora ho an'ny fonosana, kofehy indostrialy, ary plastika injeniera. Vokatr'izany, ny polyester dia nivoatra haingana eran'izao tontolo izao, nitombo tamin'ny salan'isa isan-taona 7% ary misy vokatra lehibe.

Ny famokarana polyester dia azo zaraina amin'ny lalana dimethyl terephthalate (DMT) sy ny terephthalic acid (PTA) lalana amin'ny resaka lalan'ny dingana ary azo zaraina amin'ny dingana miverimberina sy ny dingana mitohy amin'ny resaka fandidiana. Na inona na inona fomba famokarana nolaniana, ny fanehoan-kevitry ny polycondensation dia mitaky ny fampiasana metaly ho toy ny catalysts. Ny fanehoan-kevitra polycondensation dia dingana lehibe amin'ny fizotran'ny famokarana polyester, ary ny fotoana polycondensation dia ny bottleneck amin'ny fanatsarana ny vokatra. Ny fanatsarana ny rafitra catalyst dia zava-dehibe amin'ny fanatsarana ny kalitaon'ny polyester sy ny fanafohezana ny fotoana polycondensation.

UrbanMines Tech. Limited dia orinasa sinoa malaza manampahaizana manokana amin'ny R&D, famokarana ary famatsiana polyester catalyst-grade antimony trioxide, antimony acetate, ary antimony glycol. Nanao fikarohana lalina momba ireo vokatra ireo izahay - ny departemanta R&D an'ny UrbanMines dia mamintina ny fikarohana sy ny fampiharana ny antimony catalysts amin'ity lahatsoratra ity mba hanampiana ny mpanjifanay hampihatra moramora, hanatsara ny fizotran'ny famokarana ary hanome fifaninanana feno amin'ny vokatra polyester fibre.

Ny manam-pahaizana ao an-toerana sy vahiny amin'ny ankapobeny dia mino fa polyester polycondensation dia rojo fanitarana fanehoan-kevitra, ary ny catalytic rafitra an'ny chelation fandrindrana, izay mitaky ny catalyst metaly atoma mba hanome orbitals foana mba hifanaraka amin'ny Arc mpivady ny oksizenina karbônina mba hanatratrarana ny tanjona. catalysis. Ho an'ny polycondensation, satria ny hakitroky ny rahona elektrônika amin'ny oksizenina karbônina ao amin'ny vondrona hydroxyethyl ester dia somary ambany, ny electronegativity ny ion metaly dia somary avo mandritra ny fandrindrana, mba hanamora ny fandrindrana sy ny fanitarana rojo.

Ireto manaraka ireto dia azo ampiasaina ho catalyst polyester: Li, Na, K, Be, Mg, Ca, Sr, B, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Ti, Nb, Cr, Mo, Mn, Fe , Co, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Zn, Cd, Hg ary oksizenina metaly hafa, alcoholates, carboxylates, borate, halida ary amine, urea, guanidines, solifara misy organika. Na izany aza, ny catalysts izay ampiasaina sy ianarana amin'izao fotoana izao amin'ny famokarana indostrialy dia ny fitambarana Sb, Ge, ary Ti. Betsaka ny fanadihadiana no naneho fa: Ny catalysts mifototra amin'ny Ge dia manana fihetseham-po kely kokoa ary mamokatra PET avo lenta, saingy tsy avo lenta ny asany, ary vitsy ny loharanon-karena ary lafo; Ny catalysts mifototra amin'ny Ti dia manana hetsika avo lenta sy haingana haingana, fa ny fanehoan-kevitry ny catalytic dia miharihary kokoa, ka miteraka tsy fahampian'ny hafanana mafana sy ny loko mavo ny vokatra, ary amin'ny ankapobeny dia azo ampiasaina amin'ny synthesis ny PBT, PTT, PCT, sns.; Ny catalysts mifototra amin'ny Sb dia tsy mavitrika kokoa. Avo ny kalitaon'ny vokatra satria mavitrika kokoa ny catalysts mifototra amin'ny Sb, vitsy kokoa ny fanehoan-kevitra amin'ny lafiny iray, ary mora kokoa. Noho izany dia efa nampiasaina be izy ireo. Anisan'izy ireo, ny catalysts miorina amin'ny Sb mahazatra indrindra dia antimony trioxide (Sb2O3), antimony acetate (Sb (CH3COO)3), sns.

Raha jerena ny tantaran'ny fivoaran'ny indostrian'ny polyester, dia hitantsika fa maherin'ny 90% amin'ny zavamaniry polyester eran'izao tontolo izao no mampiasa fitambarana antimony ho catalysts. Tamin'ny taona 2000, i Shina dia nampiditra orinasa polyester maromaro, izay nampiasa fitambarana antimony ho catalysts, indrindra indrindra Sb2O3 sy Sb(CH3COO)3. Amin'ny alàlan'ny ezaka iraisan'ny fikarohana siantifika Shinoa, ny oniversite ary ny sampana famokarana, dia efa novokarina tanteraka tao an-toerana ireo catalyst roa ireo.

Nanomboka tamin'ny 1999, ny orinasa simika frantsay Elf dia namoaka catalyst antimony glycol [Sb2 (OCH2CH2CO) 3] ho vokatra nohavaozina avy amin'ny catalysts nentim-paharazana. Ny poti-pofona polyester vokarina dia manana fotsifotsy avo sy fahaiza-mihodina tsara, izay nahasarika ny sain'ny maro avy amin'ireo andrim-pikarohana catalyst ao an-toerana, orinasa ary mpanamboatra polyester any Shina.

I. Fikarohana sy fampiharana ny trioxide antimony
Etazonia dia iray amin'ireo firenena voalohany namokatra sy nampihatra ny Sb2O3. Tamin'ny 1961, nahatratra 4.943 taonina ny fanjifana Sb2O3 tany Etazonia. Tamin'ny taona 1970, orinasa dimy tany Japon no namokatra Sb2O3 izay mahatratra 6.360 taonina isan-taona.

Ny sampana fikarohana sy fampandrosoana Sb2O3 lehibe indrindra ao Shina dia mifantoka indrindra amin'ny orinasam-panjakana taloha ao amin'ny faritanin'i Hunan sy Shanghai. UrbanMines Tech. Limited dia nanangana tsipika famokarana matihanina ao amin'ny faritanin'i Hunan.

(I). Fomba famokarana antimony trioxide
Ny fanamboarana ny Sb2O3 matetika mampiasa antimony sulfide akora. Ny antimony metaly dia voaomana aloha, ary avy eo ny Sb2O3 dia novokarina tamin'ny fampiasana antimony metaly ho akora.
Misy fomba roa lehibe amin'ny famokarana Sb2O3 avy amin'ny antimony metaly: ny oxidation mivantana sy ny fanimbana azota.

1. Fomba oxidation mivantana
Ny antimony metaly dia mihetsika amin'ny oksizenina eo ambanin'ny hafanana ka mamorona Sb2O3. Toy izao ny fizotran'ny fanehoan-kevitra:
4Sb+3O2==2Sb2O3

2. Ammonolysis
Ny metaly antimony dia mihetsika amin'ny klôro mba hamoronana trichloride antimony, izay avy eo distilled, hydrolyzed, ammonolyzed, sasana ary maina mba hahazoana ny vokatra Sb2O3 vita. Ny equation fototra dia:
2Sb+3Cl2==2SbCl3
SbCl3+H2O==SbOCl+2HCl
4SbOCl+H2O==Sb2O3·2SbOCl+2HCl
Sb2O3·2SbOCl+OH==2Sb2O3+2NH4Cl+H2O

(II). Fampiasana antimony trioxide
Ny tena fampiasana ny antimony trioxide dia toy ny catalyst ho an'ny polymerase sy ny lelafo retardant ho an'ny fitaovana sentetika.
Ao amin'ny indostrian'ny polyester, Sb2O3 no nampiasaina voalohany ho toy ny catalyst. Sb2O3 dia ampiasaina indrindra ho toy ny polycondensation catalyst ho an'ny DMT lalana sy tany am-boalohany PTA lalana ary matetika ampiasaina miaraka amin'ny H3PO4 na ny anzima.

(III). Olana amin'ny antimony trioxide
Ny Sb2O3 dia manana solubility ratsy ao amin'ny ethylene glycol, izay tsy misy afa-tsy 4,04% amin'ny 150 ° C. Noho izany, rehefa ampiasaina hanomanana ny catalyst ny ethylene glycol, dia manana dispersibility mahantra ny Sb2O3, izay mety hiteraka fanaparitahana be loatra amin'ny rafitra polymerization, miteraka trimers cyclic avo lenta, ary miteraka fahasarotana amin'ny fihodinana. Mba hanatsarana ny solubility sy ny fanaparitahana ny Sb2O3 ao amin'ny ethylene glycol, dia ampiasaina amin'ny ankapobeny ny fampiasana tafahoatra ethylene glycol na hampitombo ny mari-pana levona ho ambony 150 ° C. Na izany aza, mihoatra ny 120 ° C, ny Sb2O3 sy ny ethylene glycol dia mety hamokatra ethylene glycol antimony precipitation rehefa miara-miasa mandritra ny fotoana maharitra izy ireo, ary ny Sb2O3 dia mety hihena ho antimony metaly amin'ny fanehoan-kevitra polycondensation, izay mety miteraka "zavona" amin'ny poti-polyester ary misy fiantraikany kalitaon'ny vokatra.

II. Fikarohana sy fampiharana ny antimony acetate
Fomba fanomanana ny antimony acetate
Tamin'ny voalohany, ny antimony acetate dia nomanina tamin'ny alàlan'ny fanehoana ny trioxide antimony amin'ny asidra acetic, ary ny anhydride acetic dia nampiasaina ho toy ny mpanala rano mba hitroka ny rano vokatry ny fanehoan-kevitra. Ny kalitaon'ny vokatra vita azo tamin'io fomba io dia tsy ambony, ary naharitra 30 ora mahery ny antimony trioxide mba levona ao anaty asidra acetic. Taty aoriana, ny antimony acetate dia nomanina tamin'ny alàlan'ny fametahana antimony metaly, antimony trichloride, na antimony trioxide miaraka amin'ny anhydride acetic, tsy mila fitaovana fanamainana.

1. Antimony trichloride fomba
Tamin'ny 1947, H. Schmidt et al. tany Alemaina Andrefana dia nanomana Sb(CH3COO)3 tamin'ny alalan'ny fanehoana ny SbCl3 tamin'ny anhydride acetic. Ny formula réaction dia toy izao manaraka izao:
SbCl3+3(CH3CO)2O==Sb(CH3COO)3+3CH3COCl

2. Fomba metaly antimony
Tamin'ny 1954, ny TAPaybea avy amin'ny Firaisana Sovietika teo aloha dia nanomana Sb(CH3COO)3 tamin'ny alàlan'ny fanehoana ny antimony metaly sy ny peroxyacetyl amin'ny vahaolana benzene. Ny formula reaction dia:
Sb+(CH3COO)2==Sb(CH3COO)3

3. Antimony trioxide fomba
Tamin'ny 1957, F. Nerdel avy any Alemaina Andrefana dia nampiasa Sb2O3 mba hihetsika amin'ny acetic anhydride mba hamokarana Sb(CH3COO)3.
Sb2O3+3(CH3CO)2O==2Sb(CH3COO)3
Ny tsy fahampian'ity fomba ity dia ny kristaly dia mirona mitambatra ho ampahany lehibe ary mifikitra mafy amin'ny rindrin'ny reactor, ka miteraka vokatra ratsy sy loko.

4. Antimony trioxide solvent fomba
Mba handresena ny tsy fahampian'ny fomba voalaza etsy ambony, dia matetika ampiana solvent tsy miandany mandritra ny fihetsiky ny Sb2O3 sy acetic anhydride. Ny fomba fanomanana manokana dia toy izao manaraka izao:
(1) Tamin'ny 1968, R. Thoms avy amin'ny American Mosun Chemical Company dia namoaka patanty momba ny fanomanana ny antimony acetate. Ny patanty dia nampiasa xylene (o-, m-, p-xylene, na fifangaroan'izany) ho solvent tsy miandany mba hamokarana kristaly tsara amin'ny acetate antimony.
(2) Tamin'ny 1973, ny Repoblika Tseky dia namorona fomba famokarana acetate antimony tsara amin'ny fampiasana toluene ho solvent.

1  32

III. Fampitahana catalysts telo mifototra amin'ny antimony

  Antimony Trioxide Antimony Acetate Antimony glycolate
Fananana fototra Matetika fantatra amin'ny anarana hoe antimony fotsy, raikipohy molekiola Sb 2 O 3, lanjan'ny molekiola 291.51, vovoka fotsy, teboka miempo 656 ℃. Ny votoatin'ny antimony teorika dia manodidina ny 83.53%. Ny hakitroky havanana 5.20g/ml . Tsy mety levona amin'ny asidra hydrochloric mifantoka, asidra solifara mifantoka, asidra asidra, asidra tartaric ary vahaolana alkali, tsy mety levona anaty rano, alikaola, asidra solifara. Molecular formula Sb(AC) 3, molekiola lanja 298.89, teorika antimony afa-po momba ny 40.74%, levona teboka 126-131 ℃, hakitroky 1.22g/ml (25 ℃), fotsy na fotsy fotsy vovoka, mora levona amin'ny ethylene glycol, toluene sy xylene. Ny formula molecular Sb 2 (EG) 3, Ny lanjan'ny molekiola dia eo amin'ny 423.68, ny teboka miempo dia > 100 ℃ (dec.), ny votoatin'ny antimony teorika dia eo amin'ny 57.47%, ny endriny dia fotsy kristaly mafy, tsy misy poizina ary tsy misy tsiro, mora mitroka hamandoana. Mora levona anaty ethylene glycol izy io.
Fomba sy ny teknolojia synthesis Amin'ny fomba stibnite indrindra indrindra: 2Sb 2 S 3 +9O 2 →2Sb 2 O 3 +6SO 2 ↑Sb 2 O 3 +3C→2Sb+3CO↑ 4Sb+O 2 →2Sb 2 O 3Fanamarihana: Stibnite / Ore vy / Sokay Fanafanana sy fandoroana → fanangonana Ny indostria dia mampiasa indrindra ny fomba Sb 2 O 3 - solvent ho an'ny synthesis: Sb2O3 + 3 ( CH3CO ) 2O​​​→ 2Sb(AC) 3Process: reflux fanafanana → filtration mafana → crystallization → fanamainana banga → vokatra Fanamarihana: Sb(AC) 3 dia mora hydrolyzed, ka ny solvent toluene na xylene tsy miandany ampiasaina dia tsy maintsy anhydrous, Sb 2 O 3 tsy ho ao amin'ny fanjakana mando, ary ny fitaovana famokarana dia tsy maintsy maina ihany koa. Ny indostria dia mampiasa ny fomba Sb 2 O 3 indrindra amin'ny fananganana: Sb 2 O 3 + 3EG → Sb 2 (EG) 3 + 3H 2 OProcess: Famahanana (Sb 2 O 3 , additives ary EG) → hafanana sy fanerena fanehoan-kevitra → fanesorana tavy , loto sy rano → décoloration → filtration mafana → coolant sy crystallization → fisarahana sy fanamainana → vokatra Fanamarihana: Mila atokana amin'ny rano ny fizotran'ny famokarana mba hisorohana ny hydrolyse. Ity fanehoan-kevitra ity dia fanehoan-kevitra azo ovaina, ary amin'ny ankapobeny dia mampiroborobo ny fanehoan-kevitra amin'ny alàlan'ny fampiasana glycol ethylene be loatra ary manala ny rano vokatra.
tombony Ny vidiny dia mora vidy, mora ampiasaina, manana hetsika catalytic antonony ary fotoana fohy polycondensation. Antimony acetate manana solubility tsara amin'ny ethylene glycol ary miparitaka amin'ny ethylene glycol, izay afaka manatsara ny fampiasana ny antimony;
Amin'izany fotoana izany, ny fampiasana acetate antimony ho toy ny catalyst dia tsy mitaky ny fampidirana co-catalyst sy stabilizer.
Ny fihetsiky ny rafitra catalytic antimony acetate dia somary malefaka, ary ny kalitaon'ny vokatra dia avo, indrindra ny loko, izay tsara kokoa noho ny an'ny antimony trioxide (Sb 2 O 3) rafitra.
Ny catalyst dia manana solubility avo amin'ny ethylene glycol; Ny antimony zero-valent dia nesorina, ary ny loto toy ny molekiola vy, klôro ary sulfate izay misy fiantraikany amin'ny polycondensation dia mihena amin'ny teboka ambany indrindra, manafoana ny olana amin'ny fihanaky ny ion acetate amin'ny fitaovana; Ny Sb 3+ amin'ny Sb 2 (EG) 3 dia somary avo. , izay mety ho noho ny solubility ao amin'ny ethylene glycol amin'ny hafanan'ny fanehoan-kevitra dia lehibe noho ny an'ny Sb 2 O 3 Raha oharina amin'ny Sb(AC) 3, ny habetsahan'ny Sb 3+ izay mitana anjara catalytika dia lehibe kokoa. Ny lokon'ny vokatra polyester novokarin'ny Sb 2 (EG) 3 dia tsara kokoa noho ny an'ny Sb 2 O 3 Somary ambony noho ny tany am-boalohany, mahatonga ny vokatra ho mamiratra sy fotsy kokoa;
tombon-dahiny Ny fangaro amin'ny ethylene glycol dia ratsy, 4,04% fotsiny amin'ny 150 ° C. Amin'ny fampiharana, ny ethylene glycol dia tafahoatra na ny mari-pana levona dia mitombo ho mihoatra ny 150 ° C. Na izany aza, rehefa mihetsika amin'ny ethylene glycol mandritra ny fotoana maharitra ny Sb 2 O 3 amin'ny 120 ° C dia mety hitranga ny rotsak'orana antimony ethylene glycol, ary ny Sb 2 O 3 dia mety hidina ho tohatra metaly amin'ny fanehoan-kevitry ny polycondensation, izay mety hiteraka "zavona grey". "amin'ny poti-polyester ary misy fiantraikany amin'ny kalitaon'ny vokatra. Ny fisehoan-javatra amin'ny polyvalent antimony oxides dia mitranga mandritra ny fanomanana ny Sb 2 O 3, ary misy fiantraikany amin'ny fahadiovan'ny antimony. Ny votoatin'ny antimony ao amin'ny catalyst dia somary ambany; ny loto asidra acetic dia nampiditra fitaovana manimba, mandoto ny tontolo iainana, ary tsy mety amin'ny fikarakarana rano maloto; sarotra ny fizotran'ny famokarana, mahantra ny fepetran'ny tontolo iasana, misy loto, ary mora miova loko ny vokatra. Mora levona rehefa mafana, ary ny vokatra hydrolysis dia Sb2O3 sy CH3COOH. Ny fotoana hipetrahana ara-nofo dia lava, indrindra amin'ny dingana farany amin'ny polycondensation, izay avo kokoa noho ny rafitra Sb2O3. Ny fampiasana Sb 2 (EG) 3 dia mampitombo ny vidin'ny catalyst amin'ny fitaovana (ny fisondrotry ny vidiny dia azo ovaina raha 25% amin'ny PET no ampiasaina amin'ny fanodinkodinana ny filaments). Ankoatra izany, ny sandan'ny b amin'ny hue vokatra dia mitombo kely.