TWI849511B - 一種多功能觸媒、其製造方法、及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種多功能觸媒、其製造方法、及其使用方法。多功能觸媒適用於回收聚酯織物。多功能觸媒包含載體及接枝於載體上的第一功能性離子液體與第二功能性離子液體。載體為無機複合粉體材料、且是由如下的化學成分所構成C: Na-Ni/Al
2O
3。在回收聚酯織物的過程中，多功能觸媒能同時對聚酯織物進行除色及解聚。第一功能性離子液體用以對聚酯織物進行除色，並且第二功能性離子液體用以對聚酯織物進行解聚。
Description
本發明涉及一種觸媒，特別是涉及一種能用於回收聚酯織物的多功能觸媒、其製造方法、及其使用方法。
全球聚酯的閉環式化學回收技術(PET closed-loop chemical recycling technology)在近幾年被迅速地發展。在上述化學回收技術中，不論是利用溶劑輔助化學降解、利用生物技術輔助化學降解、或者利用微波輔助化學降解，皆達到試量產的開發階段。上述化學回收技術可以用於處理不同種類的廢棄聚酯材料，例如，廢棄聚酯瓶片、或廢棄聚酯紡織布料。
對於廢棄聚酯紡織布料的回收，現有化學回收技術大部份需要將廢棄聚酯紡織布料的解聚與除色分別在不同的作業流程中進行，並且存在觸媒不容易回收的問題，從而導致回收作業的成本過高。
於是，本發明人有感上述缺陷可以改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種用於回收聚酯織物的環保多功能觸媒、其製造方法、及其使用方法。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種多功能觸媒，適合用於回收聚酯織物，所述多功能觸媒包括：一載體；其中，所述載體為無機複合粉體材料、且是由具有如下式的化學成分所構成C：Na-Ni/Al2O3；一第一功能性離子液體，其接枝於所述載體上；以及一第二功能性離子液體，其接枝於所述載體上；其中，在回收聚酯織物的過程中，所述多功能觸媒能同時對所述聚酯織物進行除色及解聚，其中，所述第一功能性離子液體用以對所述聚酯織物進行除色，並且所述第二功能性離子液體用以對所述聚酯織物進行解聚。
優選地，所述無機複合粉體材料是由複合鈉-鎳的氧化鋁並且吸附碳的材料所構成；其中，所述無機複合粉體材料是以其鎳原子端吸附碳；其中，所述無機複合粉體材料經配置通過吸附在其鎳原子端的碳成份對所述聚酯織物進行除色。
優選地，所述第一功能性離子液體為咪唑類離子液體，並且選自由：[C4mim][PF6]、[C6mim][PF6]、[C6mim][BF4]、及[C8mim][PF6]，所組成的材料群組的至少其中之一種。
優選地，所述第二功能性離子液體是由一陽離子及一陰離子所組成的鹽類；其中，所述陽離子選自由：咪唑陽離子、吡啶陽離子、季膦陽離子、及季銨陽離子，所組成的材料群組的至少其中之一種，並且所述陰離子選自由：CI-、Br-、I-、AlCl4 -、AlBr4 -、AlI4 -、CF3COO-、CH3COO-、CF3SO3 -、SCN-、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2 -)3C-、C6H4(OH)(COO-)，所組成的材料群組的至少其中之一種。
優選地，所述咪唑陽離子具有如下式(1)的化學結構。
所述吡啶陽離子具有如下式(2)的化學結構。
所述季膦陽離子具有如下式(3)的化學結構。
所述季銨陽離子具有如下式(4)的化學結構。
其中，R1、R2、R3、R4、R5為彼此獨立的烷烴基、鹵代烴基、羥基、芳烴基、或雜環烴基。
優選地，基於所述無機複合粉體材料的總重為100wt%，碳成份的含量是介於10wt%至15wt%之間。
優選地，所述第一功能性離子液體與所述第二功能性離子液體接枝於載體上的一離子液體接枝比率是介於5%至40%之間。
優選地，所述第一功能性離子液體與所述第二功能性離子液體接枝於載體上的所述離子液體接枝比率是介於5%至25%之間。
優選地，具有除色功能的所述第一功能性離子液體的重量為具有解聚功能的所述第二功能性離子液體的重量的2倍至10倍之間。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種多功能觸媒的製造方法，其包括：提供一第一無機複合粉體材料，其是由如下式的化學成分所構成Na-Ni/Al2O3；實施一還原作業，包含：利用一固定床反應器，在一反應條件下，將二氧化碳氣體通入所述第一無機複合粉體材料，以將所述二氧化碳氣體還原成碳成份、且吸附在所述第一無機複合粉體材料的鎳原子端；實施一燒結作業，包含：將所述鎳原子端吸附有所述碳成份的所述第一無機複合粉體材料，在一燒結條件下，進行晶格重排，以得到一第二無機複合粉體材料，其是由如下式的化學成分所構成C：Na-Ni/Al2O3；實施一接枝作業，包含：將一第一功能性離子液體及一第二功能性離子液體分別與矽氧烷耦聯劑反應，並且通過所述矽氧烷耦聯劑接枝至所述第二無機複合粉體材料上，以得到一多功能觸媒。
優選地，所述第一功能性離子液體為咪唑類離子液體，並且選自由：[C4mim][PF6]、[C6mim][PF6]、[C6mim][BF4]、及[C8mim][PF6]，所組成的材料群組的至少其中之一種。
優選地，所述第二功能性離子液體是由一陽離子及一陰離子所組成的一鹽類；其中，所述陽離子選自由：咪唑陽離子、吡啶陽離子、季膦陽離子、及季銨陽離子，所組成的材料群組的至少其中之一種，並且所述陰離子選自由：CI-、Br-、I-、AlCl4 -、AlBr4 -、AlI4 -、CF3COO-、CH3COO-、CF3SO3 -、SCN-、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2 -)3C-、C6H4(OH)(COO-)，所組成的材料群組的至少其中之一種。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種多功能觸媒的使用方法，其包括：提供一聚酯織物，其為經染色的聚酯織物；提供一多功能觸媒，其包含一載體及接枝於所述載體上的一第一功能性離子液體與一第二功能性離子液體；其中，所述載體為無機複合粉體材料，其是由具有如下式的化學成分所構成C：Na-Ni/Al2O3；將所述聚酯織物、所述多功能觸媒、及一化學解聚液，進行混合，以使所述第一功能性離子液體對所述聚酯織物進行除色、且使所述第二功能性離子液體對所述聚酯織物
進行解聚，從而得到經除色及解聚的一解聚產物；其中，所述解聚產物包含對苯二甲酸乙二醇酯；以及將所述多功能觸媒與所述對苯二甲酸乙二醇酯中分離。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的多功能觸媒、其製造方法、及其使用方法，其能通過載體特殊的材料選擇及接枝於載體上的第一功能性離子液體及第二功能性離子液體而同時具解聚及除色的功能，並且具有回收容易的優點。本發明多功能觸媒的特殊材料設計能在同道作業流程中對聚酯織物進行除色及解聚，並且解決了現有化學回收技術在回收上成本過高的問題。
更進一步來說，所述無機複合粉體材料也能進一步通過吸附在其鎳原子端的碳對聚酯織物中的染料進行除色，從而提升多功能觸媒的除色效率。
另外，由於所述無機複合粉體材料是由複合鈉-鎳的氧化鋁構成，因此所述多功能觸媒能藉由磁性物質(如：磁鐵)進行回收，或者也可以藉由過濾的方式進行回收。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
100:多功能觸媒
S:載體
IL-1:第一功能性離子液體
IL-2:第二功能性離子液體
圖1為本發明實施例的多功能觸媒的化學結構示意圖。
圖2為本發明實施例的多功能觸媒的製造方法流程圖。
圖3為本發明實施例的多功能觸媒的使用方法流程圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[多功能觸媒]
本發明實施例提供一種多功能觸媒，並且所述多功能觸媒適合用於回收聚酯織物。在回收聚酯織物的過程中，所述多功能觸媒能在同一道作業流程中對聚酯織物進行除色及解聚，並且所述多功能觸媒能容易地被回收，從而降低回收作業的成本。上述聚酯特別是指聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
如圖1所示，所述多功能觸媒100包含：一載體S以及接枝於所述載體S上的一第一功能性離子液體IL-1與一第二功能性離子液體IL-2。
所述載體S為無機複合粉體材料，並且所述無機複合粉體材料是由具有如下式的化學成分所構成C：Na-Ni/Al2O3。從另一個角度說，所述無機複合粉體材料是由複合鈉-鎳的氧化鋁(Na-Ni/Al2O3)並且吸附碳的材料所構成。其中，所述無機複合粉體材料是以其鎳原子端吸附碳(C：)。
所述第一功能性離子液體IL-1與第二功能性離子液體IL-2是以化
學共價鍵結的方式接枝於所述載體S上。其中，所述第一功能性離子液體IL-1用於在回收聚酯織物的過程中，對所述聚酯織物進行除色，並且所述第二功能性離子液體IL-2用於在回收聚酯織物的過程中，對所述聚酯織物進行解聚。也就是說，所述第一功能性離子液體IL-1與第二功能性離子液體IL-2能在同一道作業流程中對聚酯織物進行除色及解聚。
值得一提的是，所述無機複合粉體材料也能進一步通過吸附在其鎳原子端的碳對聚酯織物中的染料進行除色，從而提升多功能觸媒的除色效率。
再者，由於所述無機複合粉體材料是由複合鈉-鎳的氧化鋁(Na-Ni/Al2O3)所構成，因此所述多功能觸媒100能藉由磁性物質(如：磁鐵)進行回收，或者也可以藉由過濾的方式進行回收。
進一步地說，具有除色功能的所述第一功能性離子液體IL-1可以例如是咪唑類離子液體(imidazole ionic liquid)。
在本發明的多個實施方式中，所述第一功能性離子液體選自由：[C4mim][PF6]、[C6mim][PF6]、[C6mim][BF4]、及[C8mim][PF6]，所組成的材料群組的至少其中之一種。所述第一功能性離子液體能用於去除陰離子染料，如：甲基橙(methyl orange)、曙紅黃(EOSIN yellowish)、或橙G水溶液(orange G solution)，並且對於該些陰離子染料在合適的酸鹼值的水相環境下具有良好的除色效率。其中，上述離子液體中的[PF6]或[BF4]具有去除染料的能力。
進一步地說，具有解聚功能的所述第二功能性離子液體IL-2可例如是由一陽離子及一陰離子所組成的鹽類。其中，所述第二功能性離子液體IL-2的陽離子選自由：咪唑(imidazolium)陽離子、吡啶(pyridium)陽離子、季膦陽(quaternary phosphonium)離子、及季銨(quaternary ammonium)陽離子，所組成的材料群組的至少其中之一種。上述陽離子對聚酯具有解聚能力。
表1顯示所述第二功能性離子液體的陽離子的化學結構。其中，
所述咪唑陽離子具有如下式(1)的化學結構，所述吡啶陽離子具有如下式(2)的化學結構，所述季膦陽離子具有如下式(3)的化學結構，並且所述季銨陽離子具有如下式(4)的化學結構。
其中，上述化學結構的取代基R1、R2、R3、R4、R5為彼此獨立(彼此相同或不同)的烷烴基(alkane group)、鹵代烴基(halogenated hydroxyl group)、羥基(hydroxyl group)、芳烴基(aromatic group)、或雜環烴基(heterocyclic hydroxyl group)。其中，上述取代基R1、R2、R3、R4、R5的脂肪鏈有機取代基團的碳數是介於1至14之間。
其中，所述第二功能性離子液體IL-2的陰離子選自由：CI-、Br-、I-、AlCl4 -、AlBr4 -、AlI4 -、CF3COO-、CH3COO-、CF3SO3 -、SCN-、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2 -)3C-、C6H4(OH)(COO-)，所組成的材料群組的至少其中之一種。
在本發明的一些實施方式中，基於所述無機複合粉體材料(C：Na-Ni/Al2O3)的總重為100wt%，碳成份的含量佔總重的10wt%至15wt%之間，藉此，吸附於鎳原子端的碳能使所述無機複合粉體材料具有除色效果。
若碳成份的含量太高，則碳成份會因濃度已到達飽和而無法繼續吸附於鎳原子端上。反之，若碳成份的含量太低，則碳成份會因濃度過低而無法提供足夠的除色效果。
在本發明的一些實施方式中，所述多功能觸媒100的載體S(C：Na-Ni/Al2O3)的重量定義為一第一重量。所述多功能觸媒100的第一功能性離子液體IL-1與第二功能性離子液體IL-2的重量總和定義為一第二重量。進一步地說，所述第一重量與第二重量間的一重量比例介於1：0.05至1：0.40之間、優選介於1：0.05至1：0.25之間。也就是說，所述第一功能性離子液體IL-1以及第二
功能性離子液體IL-2的重量總和為載體S的重量的5%至40%之間(優選為5%至25%)。換句話說，所述第一功能性離子液體IL-1與第二功能性離子液體IL-2接枝於載體S上的一離子液體接枝比率為5%至40%(優選為5%至25%)。
在本發明的一些實施方式中，具有除色功能的所述第一功能性離子液體IL-1相對於具有解聚功能的所述第二功能性離子液體IL-2之間的一重量比例是介於2：1至10：1之間、且優選為4：1。也就是說，具有除色功能的所述第一功能性離子液體IL-1的重量為具有解聚功能的所述第二功能性離子液體IL-2的重量的2倍至10倍之間、且優選為4倍，但本發明不受限於此。
根據上述配置，本發明實施例的多功能觸媒100能通過載體S特殊的材料選擇及接枝於載體S上的第一功能性離子液體IL-1及第二功能性離子液體IL-2，而同時具有解聚及除色的功能，並且具有回收容易的優點。本發明實施例的多功能觸媒100的特殊材料設計能在同一道作業流程中對聚酯織物進行除色及解聚，並且解決了現有化學回收技術在回收上成本過高的問題。
[多功能觸媒的製造方法]
以上為本發明實施例的多功能觸媒的材料特徵相關說明，而以下將描述本發明實施例的多功能觸媒的製造方法。
如圖2所示，所述多功能觸媒的製造方包含步驟S110、步驟S120、步驟S130、及步驟S140。需說明的是，本實施例所載之各步驟的順序與實際的操作方式可視需求而調整，而本發明並不限於本實施例所載。
所述步驟S110包含：提供一第一無機複合粉體材料，其是由如下式的化學成分所構成Na-Ni/Al2O3。
所述步驟S120包含：實施一還原作業，所述還原作業包含：利用一固定床反應器，在一反應溫度及一反應時間的反應條件下，將二氧化碳氣體通入第一無機複合粉體材料，以將所述二氧化碳氣體還原成碳成份，並且使得
所述碳成份吸附在第一無機複合粉體材料(Na-Ni/Al2O3)的鎳原子端。其中，所述反應溫度是介於400℃至800℃之間(優選介於400至600℃)，並且所述反應時間是介於2小時至72小時之間(優選介於12至36小時)。
所述步驟S130包含：實施一燒結作業，所述燒結作業包含：將鎳原子端吸附有碳成份的第一無機複合粉體材料，在一燒結溫度及一燒結時間的燒結條件下，進行晶格重排，以得到一第二無機複合粉體材料，其是由如下式的化學成分所構成C：Na-Ni/Al2O3。其中，所述燒結溫度是介於500℃至800℃之間(優選介於500至700℃)，並且所述燒結時間是介於1小時至2小時間(優選介於12至48小時)。
所述步驟S140包含：實施一接枝作業，所述接枝作業包含：將一第一功能性離子液體及一第二功能性離子液體分別與矽氧烷耦聯劑反應，並且將所述第一功能性離子液體及第二功能性離子液體通過所述矽氧烷耦聯劑接枝至所述第二無機複合粉體材料上，以得到所述多功能觸媒。
[多功能觸媒的使用方法]
以上為本發明實施例的多功能觸媒的製造方法相關說明，而以下將描述本發明實施例的多功能觸媒的使用方法。
如圖3所示，所述多功能觸媒的使用方包含步驟S210、步驟S220、步驟S230、及步驟S240。需說明的是，本實施例所載之各步驟的順序與實際的操作方式可視需求而調整，而本發明並不限於本實施例所載。
所述步驟S210包含：提供一聚酯織物，其中，所述聚酯織物為經染色的聚酯織物。
所述步驟S220包含：提供一多功能觸媒，其中，所述多功能觸媒包含一載體及接枝於所述載體上的一第一功能性離子液體與一第二功能性離子液體。
所述載體為無機複合粉體材料，並且所述無機複合粉體材料是由具有如下式的化學成分所構成C：Na-Ni/Al2O3。從另一個角度說，所述無機複合粉體材料是由複合鈉-鎳的氧化鋁(Na-Ni/Al2O3)且吸附碳的材料所構成。其中，所述無機複合粉體材料是以其鎳原子端吸附碳(C：)。
所述第一功能性離子液體可以例如是咪唑類離子液體(imidazole ionic liquid)。所述第一功能性離子液體選自由：[C4mim][PF6]、[C6mim][PF6]、[C6mim][BF4]、及[C8mim][PF6]，所組成的材料群組的至少其中之一種。
所述第二功能性離子液體的陽離子選自由：咪唑(imidazolium)陽離子、吡啶(pyridium)陽離子、季膦陽(quaternary phosphonium)離子、及季銨(quaternary ammonium)陽離子，所組成的材料群組的至少其中之一種。所述第二功能性離子液體的陰離子選自由：CI-、Br-、I-、AlCl4 -、AlBr4 -、AlI4 -、CF3COO-、CH3COO-、CF3SO3 -、SCN-、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2 -)3C-、C6H4(OH)(COO-)，所組成的材料群組的至少其中之一種。
所述步驟S230包含：將經染色的所述聚酯織物、多功能觸媒、及一化學解聚液，依照一預定重量比例混合、且加熱及攪拌，以使得所述第一功能性離子液體能對所述聚酯織物進行除色、且所述第二功能性離子液體能對所述聚酯織物進行解聚，從而得到經除色及解聚的一解聚產物。也就是說，所述第一功能性離子液體與第二功能性離子液體能在同一道作業流程中對聚酯織物進行除色及解聚。
其中，所述經染色的聚酯織物、所述多功能觸媒、及所述化學解聚液，是依照10~30：0.05~1：60~90之間的預定重量比例混合，但本發明不受限於此。
其中，所述解聚產物包含：對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)、所述多功能觸媒、及所述化學解聚液。其中，所述對苯二甲酸乙二醇酯是由聚酯
織物經過降解而形成。再者，所述化學解聚液可以例如是乙二醇(ethylene glycol，EG)，但本發明不受限於此。
值得一提的是，所述無機複合粉體材料也能進一步通過吸附在其鎳原子端的碳對聚酯織物中的染料進行除色，從而提升多功能觸媒的除色效率。
所述步驟S240包含：實施一觸媒回收作業，以使得所述多功能觸媒從對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)及化學解聚液中分離。其中，所述觸媒回收作業可以例如是通過磁性物質(如：磁鐵)磁吸所述多功能觸媒而實現，但本發明不受限於此。所述觸媒回收作業可以例如是通過過濾或離心的方式來回收所述多功能觸媒。
根據上述配置，所述解聚產物經GPC測試具有不小於90%的降解效率(聚酯織物降解形成BHET的效率)。所述對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)具有不小於90的一L值、介於-1至1之間的一a值、以及介於-5至5之間的一b值。
[實驗數據及測試結果]
以下，參照實施例1至實施例4詳細說明本發明內容。然而，以下實施例僅作為幫助了解本發明，本發明的範圍並不限於這些實施例。
實施例1的製備步驟包含：提供一經染色的淺色聚酯織物並置入一化學解聚液(乙二醇)中；而後將一多功能觸媒置入所述化學解聚液中，以對經染色的淺色聚酯織物進行脫色及解聚。其中，多功能觸媒包含：一載體及接枝於載體上的一第一功能性離子液體與一第二功能性離子液體。
其中，上述載體是由C：Na-Ni/Al2O3所構成。實施例1的第一功能性離子液體的材料種類為[C4mim][PF6]，並且第二功能性離子液體中的陽離子為咪唑陽離子，而陰離子為CI-。第一功能性離子液體與第二功能性
離子液體接枝於該載體上的一離子液體接枝比率為20.1%(依重量份計)。再者，第一功能性離子液體(除色)與第二功能性離子液體(解聚)之間的重量比例為4：1。多功能觸媒的添加重量為聚酯織物的重量的2%。另外，解聚及除色的反應時間為2小時。需說明的是，實施例1~4中針對第一功能性離子液體及第二功能性離子液體雖僅有舉一種材料搭配為例子做說明，然而本發明並不以此為限。對本領域技術人員而言，可以理解的是，說明書中對第一功能性離子液體及第二功能性離子液體所羅列其餘性質相近的材料種類，儘管並未進行實驗，理應可推測出具相近的技術效果，即：第一離子液體具有除色功能，而第二離子液體具有解聚功能。
經過測試後，實施例1的解聚效率為93%，也就是，93%的聚酯織物被降解為對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)，其說明實施例1的製備條件具有良好的解聚效率。在除色效果方面，實施例1的對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)具有80的L值、0.16的a值、及4.46的b值，其說明實施例1的製備條件能使對苯二甲酸乙二醇酯(BHET)具有良好的色相。
其中，上述解聚效率是通過GPC分析測試得知。聚酯的解聚效率為(聚酯的初始質量-未解聚的聚酯質量)/聚酯的初始質量*100%。Lab色彩空間是顏色-對立空間，Lab值是由分光儀進行測試。
實施例2的製備條件與實施例1大致相同，不同之處在於，實施例2的離子液體接枝比率為14.2%。實施例2的解聚效率為92%，並且BHET具有83的L值、-0.65的a值、及3.9的b值。實施例3的製備條件與實施例1大致相同，不同之處在於，實施例3的離子液體接枝比率為9.0%。實施例3的解聚效率為91%，並且BHET具有85的L值、-0.73的a值、及3.1的b值。實施例4的製備條件與實施例1大致相同，不同之處在於，實施例4的離子液體接枝比率為5.0%。實施例4的解聚效率為91%，並且BHET具有86的L值、0.07
的a值、及1.8的b值。整體而言，如表2，實施例1至實施例4的製備條件皆具有良好的解聚效率(大於90%)，並且皆具有良好的色相(L>80、a=-1~1、b=-5~5)。
接者，如表3，以離子液體接枝比率為14.2%(實施例2)的多功能觸媒進行二十次的觸媒解聚回收循環測試。解聚及除色的反應時間皆為2小時。在上述條件下，每次回收的觸媒皆能提供不小於90%的解聚效率，並且BHET的除色效果皆能符合以下水準：L>80、a=-1~1、b=-5~5。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的多功能觸媒、其製造方法、及其使用方法，其能通過載體特殊的材料選擇及接枝於載體上的第一功能性離子液體及第二功能性離子液體而同時具解聚及除色的功能，並且具有回收容易的優點。本發明多功能觸媒的特殊材料設計能在同道作業流程中對聚酯織物進行除色及解聚，並且解決了現有化學回收技術在回收上成本過高的問題。
更進一步來說，所述無機複合粉體材料也能進一步通過吸附在其鎳原子端的碳對聚酯織物中的染料進行除色，從而提升多功能觸媒的除色效率。
另外，由於所述無機複合粉體材料是由複合鈉-鎳的氧化鋁構成，因此所述多功能觸媒能藉由磁性物質(如：磁鐵)進行回收，或者也可以藉由過濾的方式進行回收。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
100:多功能觸媒
S:載體
IL-1:第一功能性離子液體
IL-2:第二功能性離子液體
Claims (13)
- 一種多功能觸媒，適合用於回收聚酯織物，所述多功能觸媒包括：一載體；其中，所述載體為無機複合粉體材料、且是由具有如下式的化學成分所構成C：Na-Ni/Al2O3；一第一功能性離子液體，其接枝於所述載體上；以及一第二功能性離子液體，其接枝於所述載體上；其中，在回收聚酯織物的過程中，所述多功能觸媒能同時對所述聚酯織物進行除色及解聚，其中，所述第一功能性離子液體用以對所述聚酯織物進行除色，並且所述第二功能性離子液體用以對所述聚酯織物進行解聚。
- 如請求項1所述的多功能觸媒，其中，所述無機複合粉體材料是由複合鈉一鎳的氧化鋁並且吸附碳的材料所構成；其中，所述無機複合粉體材料是以其鎳原子端吸附碳；其中，所述無機複合粉體材料經配置通過吸附在其鎳原子端的碳成份對所述聚酯織物進行除色。
- 如請求項1所述的多功能觸媒，其中，所述第一功能性離子液體為咪唑類離子液體，並且選自由：[C4mim][PF6]、[C6mim][PF6]、[C6mim][BF4]、及[C8mim][PF6]，所組成的材料群組的至少其中之一種。
- 如請求項3所述的多功能觸媒，其中，所述第二功能性離子液體是由一陽離子及一陰離子所組成的鹽類；其中，所述陽離子選自由：咪唑陽離子、吡啶陽離子、季膦陽離子、及季銨陽離子，所組成的材料群組的至少其中之一種，並且所述陰離子選自由：CI-、Br-、I-、AlCl4 -、AlBr4 -、AlI4 -、CF3COO-、CH3COO-、CF3SO3 -、SCN-、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2 -)3C-、C6H4(OH)(COO-)，所組成的材料群組的至少其中之一種。
- 如請求項4所述的多功能觸媒，其中，所述咪唑陽離子具有如下式(1)的化學結構，
- 如請求項1所述的多功能觸媒，其中，基於所述無機複合粉體材料的總重為100wt%，碳成份的含量是介於10wt%至15 wt%之間。
- 如請求項1所述的多功能觸媒，其中，所述第一功能性離子液體與所述第二功能性離子液體接枝於載體上的一離子液體接枝比率是介於5%至40%之間。
- 如請求項7所述的多功能觸媒，其中，所述第一功能性離子液體與所述第二功能性離子液體接枝於載體上的所述離子液體接枝比率是介於5%至25%之間。
- 如請求項7所述的多功能觸媒，其中，具有除色功能的所述第一功能性離子液體的重量為具有解聚功能的所述第二功能性離子液體的重量的2倍至10倍之間。
- 一種多功能觸媒的製造方法，其包括：提供一第一無機複合粉體材料，其是由如下式的化學成分所構成Na-Ni/Al2O3；實施一還原作業，包含：利用一固定床反應器，在一反應條件下，將二氧化碳氣體通入所述第一無機複合粉體材料，以將所述二氧化碳氣體還原成碳成份、且吸附在所述第一無機複合粉體材料的鎳原子端；實施一燒結作業，包含：將所述鎳原子端吸附有所述碳成份的所述第一無機複合粉體材料，在一燒結條件下，進行晶格重排，以得到一第二無機複合粉體材料，其是由如下式的化學成分所構成C：Na-Ni/Al2O3；實施一接枝作業，包含：將一第一功能性離子液體及一第二功能性離子液體分別與矽氧烷耦聯劑反應，並且通過所述矽氧烷耦聯劑接枝至所述第二無機複合粉體材料上，以得到一多功能觸媒。
- 如請求項10所述的多功能觸媒的製造方法，其中，所述第一功能性離子液體為咪唑類離子液體，並且選自由： [C4mim][PF6]、[C6mim][PF6]、[C6mim][BF4]、及[C8mim][PF6]，所組成的材料群組的至少其中之一種。
- 如請求項11所述的多功能觸媒的製造方法，其中，所述第二功能性離子液體是由一陽離子及一陰離子所組成的一鹽類；其中，所述陽離子選自由：咪唑陽離子、吡啶陽離子、季膦陽離子、及季銨陽離子，所組成的材料群組的至少其中之一種，並且所述陰離子選自由：CI-、Br-、I-、AlCl4 -、AlBr4 -、AlI4 -、CF3COO-、CH3COO-、CF3SO3 -、SCN-、(CF3SO2)2N-、(CF3SO2 -)3C-、C6H4(OH)(COO-)，所組成的材料群組的至少其中之一種。
- 一種多功能觸媒的使用方法，其包括：提供一聚酯織物，其為經染色的聚酯織物；提供一多功能觸媒，其包含一載體及接枝於所述載體上的一第一功能性離子液體與一第二功能性離子液體；其中，所述載體為無機複合粉體材料，其是由具有如下式的化學成分所構成C：Na-Ni/Al2O3；將所述聚酯織物、所述多功能觸媒、及一化學解聚液，進行混合，以使所述第一功能性離子液體對所述聚酯織物進行除色、且使所述第二功能性離子液體對所述聚酯織物進行解聚，從而得到經除色及解聚的一解聚產物；其中，所述解聚產物包含對苯二甲酸乙二醇酯；以及將所述多功能觸媒與所述對苯二甲酸乙二醇酯中分離。
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